Με εξαιρετικές ιδιότητες και δυνατότητα αξιοποίησης σε πολλαπλές εφαρµογές, το γραφένιο αναδεικνύεται σε ένα πολύτιµο υλικό, που µπορεί να φέρει την επανάσταση, µεταξύ άλλων, και στη συσσώρευση ενέργειας.
Η παγκόσμια βιομηχανία της ενέργειας, τα αυξανόμενα νούμερα των ηλεκτροκίνητων αυτοκινήτων, των ηλεκτρικών ποδηλάτων και των smartphones, καθώς και η ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας πιέζουν την τεχνολογία μπαταριών σε λύσεις που κανείς δεν είχε σκεφτεί έως τώρα. Τα τελευταία 25 χρόνια, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κυριαρχούν, καθώς είναι σε θέση να αποθηκεύουν μεγάλα ποσά ενέργειας σε μικρό χώρο. Σύμφωνα με την εταιρεία ερευνών CCS Insight, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου και οι τεχνολογίες που σχετίζονται με τη φόρτιση φτάνουν στα όριά τους και έχει εμφανιστεί η ανάγκη για υιοθέτηση εναλλακτικών τεχνολογιών. Μία από αυτές μπορεί να είναι η μονάδα φόρτισης που βασίζεται σε γραφένιο.
Το γραφένιο είναι ένα κρυσταλλικό αλλότροπο του άνθρακα µε ιδιότητες δύο διαστάσεων. Αποτελείται αποκλειστικά από άτοµα άνθρακα, ισχυρώς συνδεδεµένα µεταξύ τους.
Μέχρι το 2004, υπήρχε η πεποίθηση ότι οι αυστηρώς δισδιάστατοι κρύσταλλοι δεν μπορούν να υπάρξουν ελεύθεροι στη φύση, γιατί είναι θερμοδυναμικά ασταθείς. Το 2004, φυσικοί από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ και το Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής Τεχνολογίας στην Chernogolovka της Ρωσίας μέτρησαν τις ηλεκτρονικές του ιδιότητες και συμπέραναν ότι έχει εξαιρετική ποιότητα.
Ακόμη μεγαλύτερο ενδιαφέρον εμφανίζουν οι ηλεκτρικές του ιδιότητες.
Το γραφένιο παρουσιάζει διαφορετική συμπεριφορά από τα περισσότερα συμβατικά τρισδιάστατα υλικά, λόγω της φύσης του. Είναι ένα ημι-μέταλλο ή ημιαγωγός μηδενικού χάσματος.
Η παραγωγή γραφενίου είναι παραδόξως μία πολύ φθηνή και εύκολη διαδικασία. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που έχουν χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή γραφενίου, κάποιες από τις οποίες είναι πολλά υποσχόμενες.
Στην πράξη…
Τον Οκτώβριο του 2018, η Samsung ολοκλήρωσε την ανάπτυξη των αποκαλούμενων μπαταριών γραφενίου, οι οποίες εκτιμάται ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε smartphones ήδη από το τρέχον έτος. Δεδομένου ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου φθάνουν τα όρια ενέργειας τα τελευταία χρόνια, η ανάπτυξή τους επιβραδύνεται ανεξέλεγκτα. Νέες μπαταρίες γραφενίου από γνωστό παραγωγό κινητών τηλεφώνων λέγεται ότι έχουν έως και 45% υψηλότερη χωρητικότητα και επαναφορτίζουν πέντε φορές ταχύτερα από τις κλασικές μπαταρίες λιθίου.
Το υλικό του γραφενίου γερνάει βραδύτερα από αυτό του λιθίου και οι μπαταρίες του είναι πιο ελαφριές. Επίσης, έχει 100 φορές υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από τον χαλκό.
Με την εκκίνηση μίας μαζικής παραγωγής, οι μπαταρίες γραφενίου αναμένεται να έχουν χαμηλότερο κόστος κατασκευής, να είναι ασφαλέστερες και πιο οικολογικές από τους προκάτοχούς τους. Σύμφωνα με δεδομένα από το Satista.com, η αγορά έφτασε την αξία των 9.1 εκατομμυρίων USD το 2016 μόνο στις Η.Π.Α και υπολογίζεται πως θα αυξηθεί στα 58,9 εκατομμύρια USD μέχρι το 2024. Η παγκόσμια αγορά γραφενίου, όπως υπολογίστηκε σε έρευνα του 2017, θα μπορούσε να φτάσει στο 1 δισ. USD μέχρι το 2025.
Η μαζική άφιξη του γραφενίου στην αγορά της ενέργειας είναι ένα σημάδι για να καταστεί η ηλιακή ενέργεια, που είναι στενά συνδεδεμένη με τη συσσώρευση, ακόμη πιο ελκυστική.
Marc Sottna, project manager της Αποθήκευσης Ενέργειας Μπαταρίας του Solek group
Ο ίδιος πρόσθεσε ότι αναμένεται η παγκόσμια αγορά συσσωρευτών να διπλασιάζεται κάθε έτος.
Όσο περισσότερο εξαπλώνεται η χρήση του γραφενίου, τόσο υψηλότερο είναι το ενδιαφέρον των επενδυτών για εταιρείες που ασχολούνται με την παραγωγή ή την επεξεργασία του, αναφέρει η ανάλυση του eTrader. Για παράδειγμα, οι μετοχές της Αυστραλιανής εταιρείας First Graphene Limited έχουν αυξηθεί κατά 59% από τον Ιανουάριο και αυτή τη στιγμή βρίσκονται στα 0,29 AUD (0,19 USD). Από την άλλη μεριά, οι μετοχές της Ιαπωνικής εταιρείας Showa Denko KK- ηγέτης σε αυτόν τον τομέα- έχουν αποδυναμωθεί από την αρχή του έτους. Ωστόσο, τα τελευταία τρία χρόνια έχουν αυξηθεί κατά 226% συνολικά και αυτήν τη στιγμή βρίσκονται στα 3,140 JPY (29,3 USD).
Extra Fact: Το 2008 πραγµατοποιείται το πρώτο πείραµα που αποδεικνύει ότι το γραφένιο είναι το ισχυρότερο υλικό που υπάρχει στη φύση. Οι µετρήσεις έδειξαν ότι έχει αντοχή εφελκυσµού 100 φορές µεγαλύτερη από το ατσάλι.
