Kahe tavalise materjali – grafiidi ja vee – kombinatsiooni abil võib valmistada energiasalvestuse süsteeme, millede efektiivsus on võrreldav liitium-ioon akudega, kuid mis laaduvad uuesti kõigest sekundite jooksul ning omavad lõputut eluiga.
Dr. Dan Li Monashi Ülikoolist ja tema uurimisgrupp on juba pikemat aega töötanud grafeeni kallal, ning nad leiavad, et kui seda materjali sobivalt kohandada, siis saaks elektroonikaseadmeid laadida kõigest paari sekundiga või kiireminigi, kirjutab Physorg.com.
Grafeenlehekesed. Pilt: Gengping Jiang
Grafeen saadakse grafiidist, mida leidub looduses rohkesti. Sellisel kujul on materjalil hämmastavad omadused. Grafeen on tugev, keemiliselt stabiilne, ülihea elektrijuht ning mis kõige tähtsam, selle pindala on ülisuur.
Dr. Li sõnul teevad need omadused grafeeni energiasalvestuse rakendusteks väga sobivaks.
,,Põhjus, miks grafeen igalpool kasutuses pole, on see, et kui need väga õhukesed kihid üksteise peale asetada, et kasutuskõlblikku makrostruktuuri valmistada, siis sidestuvad need koheselt üksteisega ning moodustavad taas grafiidi. Kui grafeen uuesti kihistub, siis kaob enamik pindalast ning materjal ei käitu enam grafeenina,” selgitas Li.
Dr. Li ja kolleegid avastasid aka võtme üksikute grafeenlehekeste omaduste säilitamiseks: vee. Hoides grafeeni niiskena – geelkujul – tekitatakse kihtide vahele tõukejõud ning kihistumine hoitakse ära, tehes materjali rakendusteks sobivaks.
,,See meetod on väga lihtne ning seda saab kergesti erinevate tooteskaaladega kohandada. Kui me selle avastasime, siis arvasime, et see on uskumatu. Me võtsime kaks tavalist odavat materjali – vee ja grafiidi – ning valmistasime selle uue nanomaterjali, millel on hämmastavad omadused,” oli Li’l hea meel.
Energiaseadmetes kasutades ületab grafeengeel tugevalt praeguste süsinikupõhise tehnoloogia, seda nii salvestatava laenguhulka kui ka laengute kohaletoimetamise kiiruse vaatepunktist.
Dr. Li sõnul ulatuvad selle uue nanotehnoloogia eelised ka tarbeelektroonikast kaugemale.
,,Ülikiired, usaldusväärsed ja tasuvad energiasalvestuse süsteemid on kriitilised ka taastuvenergiast saadava elektri rakendatavusel tulevikus. Need süsteemid on võtmesõnaks ka elektrisõidukite suureskaalalises kasutuselevõtus. Grafeengeel on näidanud efektiivsust ka veepuhastusmembraanides, biomeditsiinilistes seadmetes ja sensorites kasutamisel,” lausus Li.
Kuna selle rakenduse juures on veel oluline osa just selles, et grafeen ei muutuks grafiidiks, on pealkiri vist natuke ebatäpne?
Kui grafeengeeli kohta milalgi põhjalikumaid lugusid ilmub, väärivad need kindlasti avaldamist.
Pealkiri on võetud otse originaalartiklist. Grafeen ei tohiks küll uuesti grafiidiks muutuda, kuid siiski saadakse grafeeni grafiidist, mistõttu pealkiri otseselt valele teele ei juhata.
S.