Czy "głęboko smażone" grafenowe kule posłużą do magazynowania energii

Południowokoreańscy naukowcy z  Uniwersytetu Yonsei i Koreańskiego Instytutu Technologii i Inżynierii Ceramicznej opracowali kuliste mikrocząsteczki grafenowe, które mogą znaleźć zastosowanie do produkcji elektrod dla baterii i superkondensatorów. Grafenowe kule przypominające budową pompony powstają przez iniekcję rozpylonego tlenku grafenu do gorącego rozpuszczalnika, gdzie ulegają procesowi podobnemu do głębokiego smażenia. Wykorzystana technologia daje nadzieję na zastosowanie przemysłowe.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Naukowcy chcą użyć grafenu do produkcji elektrod z uwagi na jego doskonałe przewodnictwo elektryczne, trwałość i dużą powierzchnię właściwą. Jednak standardowe metody produkcji grafenu dają w efekcie cienkie warstwy, które są łączone lub układane w stosy, co zmniejsza dostępną powierzchnię i czyni materiał trudnym w obróbce.

Aby wykorzystać właściwości elektryczne i mechaniczne materiału, jednocześnie zachowując jego dużą powierzchnię, naukowcy próbują tworzyć trójwymiarowe struktury grafenowe. Kilka zespołów badawczych wykonało już grafenowe pianki i aerożele. Jak wyjaśniał Sang-Hoon Park z Yonsei University w Seulu, nie nadają się one jednak na elektrody, ponieważ są zbyt duże i nieregularne, i charakteryzują się niską gęstością materiału węglowego. Kilka innych grup wykonało mniej nieporęczne nano- i mikrosfery grafenowe przy pomocy szablonów i technik 3D, takich jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej i liofilizacja.

Sang-Hoon Park i jego współpracownicy, w tym Kwang-Bum Kim z Yonsei University i Kwang Chul Roh z Koreańskiego Instytutu Technologii i Inżynierii Ceramicznej, postanowił wykorzystać tę drugą drogę. Podczas gdy uzyskiwane przez innych sfery wyglądają jak puste kulki lub kawałki zmiętego papieru, cząstki koreańskiego zespołu przypominają pompony - zawierają grafenowe nanoarkusze rozchodzące się promieniście od środka. Układ zwiększa dostępną powierzchnię grafenu i tworzy otwarte nanokanały, które mogą zwiększyć transfer ładunku, mówi Sang-Hoon Park.

Badacze przepuszczają wodną zawiesinę płatków tlenku grafenu przez dyszę ultradźwiękową, która wykorzystuje fale dźwiękowe do przekształcenia zawiesiny w mikrokropelki. Kropelki rozpylane są w rozgrzanej do 160°C mieszaninie organicznego rozpuszczalnika i kwasu askorbinowego, środka redukującego.

W gorącej mieszaninie tlenek grafenu redukowany jest do arkuszy grafenu, które zlepiają się ze sobą. Woda w kropelkach odparowuje i wydostaje się w kierunku ich powierzchni. - Wierzymy, że to szybkie odparowanie wody jest odpowiedzialne za promieniowy układ nanoarkuszy grafenu - mówi Sang-Hoon Park. 5-mikrometrowe kulki grafenowe wytrącają się z roztworu i są następnie przez badaczy odsączane.

Uzyskiwana przez naukowców w testach pojemność elektrod mikrosferycznych wyniosła 151 faradów na gram w porównaniu do 118 F/g w przypadku elektrod ze zwykłego grafenu, co dowodzi, że trójwymiarowa struktura cząstek ma lepszą wydajność.

Zdaniem chemika Shu-Hong Yu z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii pojemność grafenowych elektrod o strukturze pompona jest porównywalna do pojemności innych elektrod wykonanych z grafenowych materiałów 3D, ale ważna jest technologia ich uzyskiwania. W porównaniu z innymi metodami jest ona "bezpośrednia, prosta i znacznie łatwiej ją skalować do zastosowań przemysłowych", mówił Shu-Hong Yu.

źródło: American Chemical Society

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Od tygodnia pracuje największy magazyn energetyczny świata
Firmy AES Energy i Simens stworzyły silnego gracza na rynku magazynowania energii
Niemiecki rynek magazynów energetycznych będzie wart miliard dolarów
Akumulatory zaważą na przyszłości energetyki odnawialnej
Leclanché zbuduje w Kanadzie jeden z największych magazynów energii
Rośnie oferta domowych magazynów energii elektrycznej
Grafenowe nanowstążki mogą przyspieszyć poprawę efektywności elektroniki
Pierwszy komercyjny sukces grafenu - energooszczędna żarówka
Najbliższe lata przyniosą przełom na rynku magazynowania energii
Politechnika Łódzka wytwarza grafen o większej wytrzymałości
ITME i SecoWarwick prezentują pierwsze urządzenie do produkcji grafenu na skalę przemysłową
Uniwersytet Warszawski dołącza do europejskich badań nad grafenem
Chiny wychodzą na prowadzenie w grafenie i nanorurkach
Nanorurki i grafen posłużą do budowy superkondensatorów
Centrum grafenu w Warszawie
Czy superkondensatory z grafenu wywołają prawdziwą ekspansję samochodów elektrycznych?
W 2020 roku koszty magazynowania energii będą równe kosztom jej generowania przez panele PV
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Komunikacja
Orbitalne centra danych przestają być konceptem rodem z sci-fi
Projektowanie i badania
Infineon i ZuriQ rozwijają współpracę nad skalowalnymi procesorami kwantowymi
Komunikacja
Cisco otworzyło w Krakowie laboratorium sieci dla AI. Niemal 400 szaf serwerowych i 4 MW mocy IT
Zasilanie
Agrowoltaika jako odpowiedź na rosnące problemy energetyczne
Produkcja elektroniki
Infineon i Wolfspeed zawierają umowę na dostawy 200-milimetrowych podłoży z węglika krzemu
PCB
Firma Printed Circuit Board Technology wyróżniona tytułem "Brylant Polskiej Gospodarki 2025"
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Październik 2026
Magazyn
Wrzesień 2026
Magazyn
Sierpień 2026

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów