Представьте себе аккумулятор, который не просто хранит энергию, но и дышит ей, рассеивая тепло как будто лёгкий ветерок. Именно такую технологию, способную кардинально изменить мир литий-ионных батарей, разработали учёные из Университета Суонси, Уханьского технологического университета и Университета Шэньчжэня.
Прорыв в производстве: графеновые токоприемники нового поколения
В научном журнале Nature Chemical Engineering опубликовано описание революционного метода – масштабного производства бездефектных графеновых пленок. Это не просто очередная лабораторная победа, а технология, способная выйти на промышленный уровень и изменить правила игры в аккумуляторной индустрии.
Графен – проводник тепла, а не его враг
Ключевое преимущество графеновых токоприемников – их исключительная теплопроводность. Достигающая 1400,8 Вт м–1 К–1, она в десять раз превосходит показатели традиционных медных и алюминиевых аналогов. Это как разница между тонкой нитью и толстым кабелем – графен эффективно отводит тепло, предотвращая перегрев, коварный враг высокоэнергетических батарей.
Доктор Руи Тан, соавтор исследования из Университета Суонси, подчеркивает: “Наш метод позволяет производить графеновые токосъемники в масштабах, необходимых для коммерческого применения. Это не только повышает безопасность батареи за счет эффективного управления нагревом, но и открывает путь к увеличению плотности энергии и долговечности аккумуляторов.”
Графен – защитник от пожаров
Перегрев литий-ионных батарей (LIBs) может привести к фатальным последствиям – выходу из строя, возгораниям и даже взрывам. Графеновые токоприемники выступают в роли надежного щита, рассеивая тепло и блокируя экзотермические реакции, которые провоцируют опасный нагрев.
“Наша плотная, упорядоченная структура графена – это не просто проводник, а барьер против образования горючих газов и проникновения кислорода в аккумуляторные элементы,” – поясняет доктор Цзиньлун Ян из Шэньчжэньского университета. “Это критически важно для предотвращения катастрофических отказов.”
Масштабируемость: от лаборатории к реальному миру
Технология не застряла в стенах лаборатории. Учёные успешно изготовили 200-метровую графеновую фольгу толщиной всего 17 микрон, сохраняющую высокую электропроводность даже после сотен тысяч сгибов! Это открывает путь к применению графена в гибкой электронике и других передовых технологиях.
Более того, процесс производства позволяет настраивать толщину графеновых пленок, что даёт возможность создавать ещё более совершенные и безопасные аккумуляторы.
Будущее энергии: от электромобилей до возобновляемых источников
Эта инновация – настоящий прорыв для будущего накопления энергии. Электромобили, системы хранения энергии от солнечных и ветровых установок – все они выиграют от повышенной безопасности и эффективности графеновых аккумуляторов.
Международная команда исследователей, возглавляемая профессорами Лицянг Маем и Дапин Хэ из Уханьского технологического университета, докторами Цзиньлун Яном из Шэньчжэньского университета и Руи Таном из Университета Суонси, продолжает совершенствовать свою разработку. Цель – ещё более тонкие графеновые пленки с улучшенными механическими свойствами. Исследования также расширяются на новые типы аккумуляторов, такие как аккумуляторы с окислительно-восстановительным потоком и натрий-ионные аккумуляторы, под руководством профессора Серены Маргодонны из Университета Суонси.
Графен – это не просто материал будущего, это уже реальность, которая готовится изменить мир хранения энергии.
