Разработаны графеновые батареи с зарядкой за 15 секунд — ДРАЙВ
Суперконденсаторы (на снимке показан один из этапов производства) хороши там, где нужно получать огромные токи зарядки или разрядки на очень короткое время (системы рекуперации энергии на торможении, Start&Stop, просто стартеры). А вот заставить их хранить больше энергии для других задач — не так-то просто.
Эстонский стартап Skeleton Technologies в кооперации с технологическим институтом Карлсруэ завершил разработку так называемой SuperBattery — графеновой батареи с временем зарядки в 15 с и живучестью в сотни тысяч циклов. Ключом к проекту стал нанотехнологический материал под названием Curved Graphene (изогнутый графен), запатентованный Skeleton и применяемый в электродах.
Производство Skeleton Technologies находится в немецком городе Гросрёрсдорф, в районе, известном как Кремниевая Саксония. Здесь работает около 300 фирм, занятых в сфере микроэлектроники и смежных областях.
В небольшом объёме суперконденсаторы давно применяются в автопроме как буферные накопители (примеры: система Mazda i-ELoop и гибрид Lamborghini Sian). Ограничения связаны с ключевыми свойствами ионисторов — у них огромная выходная мощность на единицу собственной массы, но маленький запас энергии. В чистом виде заменить химические тяговые батареи электрокаров они не способны. А вот некая комбинация из суперконденсаторов и традиционных литиевых ячеек может обеспечить автомобилю любопытное сочетание свойств, уверены в Skeleton Technologies.
Собственно SuperBattery неким образом скрещивает принципы хранения энергии как в конденсаторах и химические реакции.
К слову, поглощение одного из крупных производителей суперконденсаторов Maxwell Technologies Теслой в 2019 году тоже свидетельствует: автопроизводители верят в перспективу этого направления развития аккумуляторной технологии. А ведь и литиево-ионные батареи своего последнего слова не сказали. К примеру, мы писали о ячейках с шестиминутной зарядкой и об опыте с «заливкой» 100 км быстрее трёх минут.
Skeleton Technologies уже выпускает различные блоки суперконденсаторов для стационарного применения и использования на транспорте (здесь показана установка, производящая электроды). Внедрение на поток SuperBattery представляется как эволюция данной технологии.
Фирма Skeleton Technologies достигла с институтом Карлсруэ соглашения не только о совместной разработке SuperBattery, но и о кооперации в выводе технологии на рынок. Ещё эстонская фирма сообщила, что подписала письмо о намерениях на один миллиард евро с неким ведущим производителем автомобилей, чтобы коммерциализировать разработку.
Turnigy 5000mAh 3S Графен 45C LiPo Аккумулятор ж / XT90
TURNIGY, имя синонимом производительности, надежности и инноваций рада выпустить новую мощную химию батареи в Turnigy Графен!
Что же это на самом деле значит для вас? Ну не только делать Графен батареи идут сложнее дольше, но они в отличие от всего, что вы видели или использовали раньше.
Turnigy Графен пакеты используют углерод в структуре батареи, чтобы сформировать единый слой графена просто 0.335nm толстым, что делает этот тип батареи подложки тончайший известных человечеству. Частицы графен образуют соединение с высокой плотностью электронов, позволяя течь с меньшим сопротивлением по сравнению с традиционными технологиями батарей LiPoly.
Результатом этого является батарея способна поддерживать большую выходную мощность, оставаясь при этом значительно холоднее под нагрузкой. Поскольку тепло и сопротивление являются естественным врагом батарей Графен химия значительно уменьшили эти проблемы и результатом является невероятный толчок в жизненном цикле.
Turnigy Графен батареи новый стандарт для серьезных любителей, которые требуют питания по запросу.
Технические характеристики:
Емкость: 5000mAh
Напряжение: 3S1P / 3 Cell / 11.1V
Разряд: 45C Constant / 90C серийной съемки
Вес: 455g (включая провода, вилки и случай)
Размеры: 144x51x32mm
Баланс штепсельной вилки: JST-XH
Разряд штепсельной вилки: XT-90
Примечание: Графен LiPo аккумуляторы только требуют стандартного зарядного устройства Lipo.
Преимущества
• Плотность мощности: 0.15-0.17kw / кг (5Ah-16Ah)
• Плотность мощности: 0.13-0.15kw / кг (1Ah-4.9Ah).
• Стабильная высокого напряжения через блок продолжительности использования.
• Высокая скорость разряда, что дает больше мощности под нагрузкой.
• Внутреннее сопротивление может достигать цене 1.2mO по сравнению с 3mo стандартного LiPoly.
• терморегулятор Большой, пакеты оставаться намного холоднее в экстремальных условиях
• Более высокая мощность при сильном разряде.
• Быстрая зарядка способна, до 15С на некоторых батарей.
• Увеличенный Жизненный цикл 600+
Разработаны аккумуляторы из алюминия и графена, которые заряжаются в 60 раз быстрее литийионных
30.05.21
Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG) совместно с Австралийским институтом биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета (UQ) создала аккумуляторы, которые по многим параметрам могут оказаться намного лучше современных литиевых батарей.
Новые аккумуляторы из алюминия и графена дешевле, не используют редкоземельных металлов, не горят, выдерживают высокие токи и широкий диапазон рабочих температур. Благодаря способности выдерживать большие токи разработчики называют свои батареи чуть ли не суперконденсаторами.
Разработка названа прорывной, хотя для электромобилей алюминиево-ионные графеновые аккумуляторы компания GMG обещает начать выпускать только в 2024 году. Со следующего года она запустит в производство аккумуляторы для других сфер.
В компании заявляют, что для выпуска алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов для электромобилей необходимо создать элементы в стандартных формфакторах и со стандартными электрическими характеристиками, в частности — с таким же напряжением, как литийионные батареи. Пока же компания намерена выпускать революционные элементы в собственном формфакторе, который оптимизирован под фирменную технологию.
Катод алюминиево-ионной графеновой батареи представляет собой несколько слоёв перфорированного графена с порами примерно 2,3 нм.
В поры уложены атомы алюминия, что делает материал довольно плотным с точки зрения возможности запасать энергию и способным пропускать намного большие токи, чем литийионные. Также следует учитывать, что каждый ион алюминия в процессе заряда обменивается на катоде на три электрона, тогда как ион лития обменивается только на один электрон.
Заявленные разработчиками токовые характеристики алюминиево-ионных графеновых аккумуляторов достигают 149 мА·ч/г и 5 А/г. По энергоёмкости «алюминиевые» батареи на 30–40 % хуже хороших современных литиевых батарей, но в 3 раза лучше лучших лабораторных образцов алюминиево-ионных аккумуляторов, которые прежде были разработаны в Стэнфордском университете. Австралийские аккумуляторы в нынешнем виде обещают удельную энергоёмкость до 160 Вт·ч/кг и мощность до 7000 Вт/кг.
Читайте также
Прорывные технологии. Новый графеновый алюминиево-ионный аккумулятор заряжается в 60 раз быстрее, чем литий-ионный
Сможет ли новый графеновый алюминиево-ионный аккумулятор вытеснить литиевый?Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG), производящая графен и водород, объявила, что в совместной работе со специалистами Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета разработали революционный графеновый алюминиево-ионный аккумулятор, с плотностью энергии ~7000 Вт/кг.
алюминиево-ионный аккумулятор
В настоящее время работы ведутся с форм-фактором «монетной» батарейки, но, по словам руководства компании, технологию можно масштабировать под любые типоразмеры, в том числе и те, что применяются для электромобилей и систем накопления энергии. Основой технологии является трёхслойный графен GMG с перфорацией на поверхности (SPG3-400), который имеет «значительное количество плоских мезопор (≈2,3 нм) и чрезвычайно низкое соотношение O/C 2,54%.
Генеральный директор и управляющий директор GMG Крейг Никол
Наш новый аккумулятор заряжается настолько быстро, что это, по сути, суперконденсатор. К примеру, он если бы наш аккумулятор поставить в iPhone, то он бы зарядился за 10 секундНе секрет, что сегодня значительная доля литиевых месторождений, а также производство аккумуляторов контролируется Китаем. И этот момент напрягает многих, что заставляет искать новые пути к сырьевой, технологической и энергетической независимости. Новая австралийская разработка как раз из этого ряда. Руководство GMG напрямую говорит, что «90% мирового производства и закупок лития по-прежнему осуществляется через Китай, а 10 процентов — через Чили. У нас есть весь необходимый нам алюминий прямо здесь, в Австралии, и его можно безопасно производить в странах первого мира».
И помимо того, что австралийская технология может положить конец зависимости электромобильной отрасли от лития, это также может придать практически «вторую космическую скорость» процессу электрификации всего спектра транспорта на планете.
Д-р Ашок Нанджундан, главный научный директор GMG, «Это настоящая революционная технология, которая может предложить реальную альтернативу существующим литий-ионным аккумуляторам практически во всех сферах их применения. Текущее номинальное напряжение наших батарей составляет 1,7 В, и ведутся работы по увеличению напряжения для непосредственной замены существующих батарей, что приведёт к более высокой плотности энергии.
Настоящим отличием этих аккумуляторов является их очень высокая удельная мощность — до 7000 Вт / кг, что обеспечивает им очень высокую скорость заряда. Кроме того, графеновые алюминиево-ионные батареи обеспечивают значительные преимущества с точки зрения более длительного срока службы батареи (на данный момент проведено более 2000 испытаний циклов заряда / разряда без ухудшения характеристик), безопасности батареи (очень низкий потенциал возгорания) и меньшего воздействия на окружающую среду (более пригодна для вторичной переработки)».
GMG объявила о заключении исследовательского соглашения с AIBN UQ по разработке графеновых алюминиево-ионных аккумуляторов, и в соответствии с соглашением GMG будет производить коммерческие прототипы аккумуляторных батарей для часов, телефонов, ноутбуков, электромобилей и систем накопления с использованием технологий, разработанных в UQ. GMG также подписала лицензионное соглашение с Uniquest, компанией по коммерциализации совместной с Университетом Квинсленда разработки, которое предоставляет GMG эксклюзивную лицензию на технологию для катодных батарей.
GMG обещает раскрывать информацию о характеристиках и разработках графеновых алюминиево-ионных батарей по мере продвижения программы исследований и разработок.
___________________________
Уважаемые читатели, чтобы не пропустить наши свежие статьи вы можете подписаться на наш Телеграм-канал. Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты (кнопки соцсетей есть в конце каждого материала). Ваше участие нам очень важно!
статью прочитали: 2 945
Поделиться ссылкой:
Понравилось это:
Нравится Загрузка…
Похожеестудент ДГУ создает экологичную батарею
Сосуд Осириса, алмазный наконечник, аккумуляторные ячейки Tesla – эволюция батареек насчитывает свыше 4520 тысяч лет. Ученые и студенты Даггосуниверситета рассказали о типах батарей и о разработках альтернативных источников сохранения энергии.
Разработка технологии получения электродного материала на основе пористого графена для суперкондексаторов студента Даггоуниверситета Гамзата Гаджилова дает человечеству шанс сохранить экологию и сократить использование литий-ионных аккумуляторов и батареек.
«В обычной литионной батарее происходит химическая реакция – литий заряжается и разряжается, посредством дрейфующего лития происходит передача энергии. Конденсатор же накапливает энергию: батареи заряжаются быстрее, могут сохранять больший заряд, но они слишком громоздки», — говорит Гаджилов.
Разработка заключается в исследовании новых свойств в применении графена – материала, который получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым.
Студент предлагает использовать принципиально новый способ накопления энергии литий-ионных аккумуляторов и батареек. «Благодаря неоднородной пористой структуре графен обладает 3D–структурой, по типу скомканной бумаги, такой аккумулятор способен заряжаться в несколько раз быстрее и не будет стареть с течением времени. При этом мощность будет сохранена», – делится Гаджилов. Учёные продолжают работать над ёмкостью аккумуляторных батарей, ресурсом, безопасностью и экологичностью, вопросами утилизации батарей и аккумуляторов.
«Все плотнее и плотнее в нашу жизнь входят литиевые аккумуляторы на замену физически устаревшим никельметалогибридным.. Используются в смартфонах, шуруповертах, мелкой цифровой технике, а также в качестве сменных источников энергии для фонарей и других устройств. Литий-ионный аккумулятор имеет минимальное напряжение 2.5 В, максимальное — 4.2 В», – рассказывает доцент кафедры инженерной физики Гюльнара Кардашова. Данный тип аккумуляторов лучше заряжать чаще: разрядился до 70-60 % — надо заряжать.
Хороший литий-ионный аккумулятор отрабатывает от 500 до 800 циклов заряд-разряд, после чего их ёмкость падает всего лишь на 20 % от изначальной. Ну и хранение этих аккумуляторов: они разряжаются, даже если просто лежат на полке, поэтому нет смысла их закупать «про запас». И лучше всего хранить его при его заряде 40-50 %. На их хранение влияет температура. Чем она выше, тем быстрее саморазряжается аккумулятор».
Однако развитие технологии литий-ионных аккумуляторов упирается в серьезную проблему – в недостаток литиевых ресурсов при нынешнем уровне технологий добычи самого легкого металла, а также в высокую стоимость сырья.
Также нельзя отрицать вред, наносимый экологии при выбросе опасных отходов.
В честь открытия в области физики и химии, плодами которого сегодня пользуется каждый человек, учрежден праздник, именуемый Днём батарейки (Battery Day), праздник отмечается 18 февраля в день рождения учёного Алессандро Вольта.
графеновые аккумуляторы: afhh723 — LiveJournal
#графеновый #аккумулятор #магниевографеновыйвроде еще недавно потешался над «батареtчными» идеями ТогоКогоНельзяНазвать и вот опять я пишу про батарейки… но не смотря на громкий заголовок, я не буду подробно описывать химию и физику аккумулятора — для это у меня просто нет достаточной информации, в место этого я расскажу, что это впинципе такое и заодно пробегусь по основым заблуждениям.
графеновый аккумулятор
честно говоря непонятно, что под этим названием имеют ввиду. не могу даже сказать насколько это устаявшийся научный термин. видимо из-за того, что этим словосочитанием можно обозвать что угодно, термин не может быть научным, хотя возможно он где-то и устаялся как жаргон.
как видно из названия речь идет о применнии графена. но применить его можно по-разному. т.е. можно говорить о принципиально разных технологиях. я не буду обсуждать его применение в корпусе аккумулятора, поговорим о применение графена которые влияют на «электрические» характеристики. вообще стоит прочитать это. там достаточно попсовенько описаны нужные технологии. я считаю наиболее перпективной «магневую» технологию, но давайте по-порядку.
1. свинцово-кислотные аккумуляторы
очень старый тип аккумуляторов. имеют маленькую плотность запасаемой энерги примерно 40 Вт*ч/ кг. графен и графит могут применятся в электродах для уменьшения их массы. никаких «волшебных» свойств аккумулятор не приобретает, просто становится немного легче т.е. несколько повышается цифра 40 Вт*ч/ кг. однако дотянуть до литий иона не получится не по циклам не по плотности запасаемой энергии. кроме того в отличи от всех остальных рассматриевым типов имет ярко вырвженый эффект памяти.
2. литий-ионые акумуляторы.
часто многие считают что, графен добавит в литий-ионные аккумуляторы волшебство. но это не так. попробуем разобратся.
литий ионый аккумулятор работает примерноно так:
ионы лития при зарядке переходят из катода в анод. т.е. электрод должен сохранять ионы лития. обычно в качестве анода используют графит. т.е. ионы лития оседают в нутри графита между слоями кристаллической решотки. анод и катод разделяет некая среда, которая проводит ионы лития, но не проводит електроны, называемая электролитом. по этому кстати электролит не надо заливать бочками — новых вещест не образуется как в свинцово-кислотном аккумуляторе. при зарядке сотвественно создется разность потенциалов, а если электроды замкнутьв нешней цепью, потечет ток, а ионы лития потекут в обртном напраления из анода в катод.
как здесь можно применить графен? для создания новых или улучшения свойств старых катодных и анодных материалов. например в случае анода мы можем использовать принципиально новую 3-х мерную структуру, которая будет накапливать больше ионов лития, чем почти всегда используемый графит, чем можно увеличить число циклов разряд-заряда и уменьшить время заряда.
или же графен может использоватся для улучшения структуры старых материалов, сделать их более легкими или например сделать их более стабильными. однако ничего принципиально нового.
аккумулятор запасает энергии примерно как традиционный литиевый, но не дотягивает по циклам до специальных аккумуляторов семейства например литий-титанатанатного типа, однако как правило выигрывает у них по плотности запасаемой энергии. плотность запасаемой энерги в районе 200 Вт*ч/кг, что типично для семейства аккумуляторов в целом, если не рассматривать специальные аккумуляторы.
3. натий-ионный аккумуляторы.
это уже относительная экзотика. вообще натрий-ион придумали чтобы поправить главный недостаток литий-ионных аккумуляторов — их стоимость. литий очень дорогой и мало распростроненный, по химическим свойствам на литий очень похож натрий, но не все с ним гладко
первое натрий практически не возможно сохранять в графите т.к. натрий по размеру больше лития. и первая проблема натрий ионного аккумулятора — проблема анода.
для изготовления анода применяются разные материалы. некоторые перспективные по своим характеристикам близки к аналогичным материалам используемые в литий-ионе. например относительно недавно я «пиарил» этих МГУшников. на первый взгляд все выглядит красиво.
однако натрий тяжелее лития и сверх высоких плотностей запасаемой энерги добится не получится. в цифрах это в районе 100 Вт*ч/кг. вполне дотаточно для примения в качестве стационарной системы сохранения энерги в альтернативной или традиционной энергетике, но уже для транспорта хотелось бы и по-больше.
я не слышал о применнии конкретно графена, но почему бы и нет?
4. супер конденсаторы.
здесь все довольно прозаично. идея набрать из графена обычный конденсатор, т.е. сделать очень много тоненьких обкладок + некий диэлектрик. в теории такое устройство может очень быстро заряжатся, как обычный конденсатор, не боятся коротких замыканий, ток заряда/разряда при этом ограничен током «отгорания» внутренних соединний.
в общем ведет себя эта штука примерно как обычный конденсатор. плотность энерги — «литиевая» — обешали где-то 200 Вт*ч/кг. много было шумихи в свое время, но всетаки комерциализация научной идеи процес хлопотный, а если еще идея так сибе — ты вобще туши свет сливай воду.5. магний-ионные аккумуляторы.
я считаю их настоящими «графеновыми» аккумуляторами. о разработке таких акумулятоов не раз заявлялось, в том числе крупными компаниями типа toyota. здесь удается объединить лучшие свойства существующих технологий: вместо дорого лития использовать дешовый магний, но сохранить принцип литиевого аккумулятора. напомню магний более чем в 20 раз дешевле лития и запасы магния на Земле значительно больше.
наиболее перспективное направление. плотности енергии 500 — 1000 вт*ч/ кг т.е. минимум в два раза больше чем у литий-иноа, при значительно более дешовом магнии. обешается хорошая циклируемость и уменьшенное время заряда, что в общем-то связано.
но как всегда не без ложки дектя.
- проблема электролита.
- проблема анода — графен кстати жутко не стабилен и стремится переупрядочится в обычный графит. есть идеи использовать обычную воду для его стабилизации, но я не понимаю как с этим можно подружить все остальное остальное — вода разлагается на водород и кислород уже при напряжении 2.4 вольта.
часто в интернетах мы слышим — «да это одни разговоры», «да бла-бла», «да когда уже».
ну во-первых прогресс есть. не забывайте кто вобще знал о литийионных аккумуляторах лет 30 назад? да и 20 лет назад был популярен металл-гидрид. помните «неубиваемые» мобилы с кнопками? а еще немного до них были только свинцовые аккумуляторы.
а во-вторых разговоры бывают разные. одно дело ТотКогоНельзяНазвать обещает решить все проблемы кремния в литиевом акумуляторе — что само по-сибе довольно глупо — самая дорогая часть литиего аккумулятора как не странно ионы лития, а другое дело научные изыскания по целенаправленному изменению свойств акумулятора.
напомню некоторые типы литеевого аккумулятор научились заряжатся в — 30 за 10 минут и имеют ресурс тысячи — десятки тысяч циклов разряд-заряда. а например тот тип литиего аккумулятора, что используется в мобилнике не заряжается в «-» и ресурс порядка 300 циклов. а если превысить рекомендуемый ток зарядки — полыхнет.
да и вообще. за последние лет 50 плотность запасаемой энергии аккумулятором выросла в ~5 раз. т.е. не надо думать, что свинец сразу дал 40 Ват*ч/кг. первые аккумуляторы имели единицы ват-часов на килограмм.
т.е. речь идет о сравнительно скромном, по современым меркам шаге — всего-то раза в 2 (два). нуда ну канал увеличат — да че там, ну заражатся быстрее будет, ну больший ток разряда. ну циклируемость улучшат… вобщем-то ничего нового.
Первые в Европе графеновые внешние аккумуляторы от Prestigio: заряжают быстрее, служат дольше
Компания Prestigio запускает первые в Европе внешние аккумуляторы с использованием одного из самых перспективных материалов в электронике – графена. Мощные аккумуляторы серии Graphene PD поддерживают беспроводную и быструю зарядку, при этом благодаря графеновой технологии они защищены от перегрева и служат в три раза дольше по сравнению с обычными батареями. Официальным дистрибьютором новинки на территории Украины является компания АСБИС-Украина – ведущий национальный поставщик IT-продуктов, компонентов и решений.
Уникальность аккумуляторов Prestigio состоит в использовании графена, обладающего высокой теплопроводностью, подвижностью электронов и экологичностью. Благодаря этому аккумуляторы устойчивы к высоким температурам и на них может подаваться большее напряжение, за счет чего заряжаются они в разы быстрее аналогов. Например, модель Graphene PD на 10,000 мАч заряжается с 0 до 100% всего за 50 минут (с помощью входящего в комплект 60-ваттного зарядного устройства), а PD Pro на 20,000 мАч – за 100 минут. Больше не придется заряжать аккумуляторы всю ночь.
Обе модели, благодаря разъемам Type-C и USB 3.0, поддерживают одновременную зарядку нескольких устройств: будь то планшеты, смартфоны, наушники или Bluetooth-колонки. Graphene PD Pro на 20,000 мАч также позволяет пополнить запас энергии ноутбука с поддержкой PD-протокола, а помощью технологии Passthrough способен заряжать устройство даже тогда, когда заряжается сам. Пользователям линейки доступна не только быстрая, но и беспроводная зарядка, причем мощность последней составляет 10 Вт, она универсальна и совместима со всеми Qi-устройствами. Также в графеновых аккумуляторах реализована многоуровневая защитная система для абсолютно безопасной зарядки, соответствующая международным стандартам.
Новые модели Graphene PD выполнены из премиальных материалов – металла и глянцевого закаленного стекла. Это тот случай, когда устройство привлекает не только техническими параметрами, но и элегантным внешним видом. До мелочей продуманный дизайн моделей дополняет экран индикации, который отображает состояние зарядки и текущее время автономной работы. Приятное дополнение – в комплекте с устройством идет стильный чехол из натуральной кожи для дополнительной защиты аксессуара.
Новинки поступят в продажу в сентябре. Официальным дистрибьютором продукции бренда Prestigio является компания АСБИС-Украина.
Это партнерский материал. Информацию для этого материала предоставил партнер.
Редакция отвечает за соответствие стилистики редакционным стандартам.
Заказать материал о вас в формате PR-статьи вы можете здесь.
Графен сотрясает натриево-ионную батарею
Технологии работали в милях с подветренной стороны, где, поскольку борьба с этими пожарами продолжалась в течение нескольких дней, даже недель, многие жители района залива и дельты реки Сакраменто обратились к сетям датчиков качества воздуха, особенно AirNow, поддерживаемая правительством США, и PurpleAir, созданная путем краудсорсинга коммерческих датчиков. Данные этих двух широких сенсорных сетей помогли жильцам решить, надевать ли маску из частиц N95 при выходе на улицу, безопасно ли заниматься физическими упражнениями или позволять детям играть на улице, как долго должны работать воздушные фильтры внутри дома и как далеко ехать, чтобы сбежать.
Эти конкретные сети используют сенсорные блоки, установленные на зданиях, для потоковой передачи данных через Wi-Fi в веб-картографические программы. Всего нескольких сотен сенсорных блоков, распределенных по большей площади залива, было достаточно, чтобы определить значительные локальные различия в распространении дыма. Например, датчики показали, что топография гор Санта-Крус защищает прибрежные города с подветренной стороны от дыма, в то время как дельта реки Сакраменто пострадала гораздо больше, поскольку дым застаивался в ее широких низких участках.
Замечательно, что датчики отследили дым в этих местах. Но почему они не работали там, где они действительно были нужны, там, где начались эти лесные пожары, чтобы предупредить о распространении пожаров?
Основная причина — доступ к власти. Датчики, которые устанавливаются на зданиях, можно просто подключить к розетке. Сенсорная система, которая может обнаружить пожар, начавшийся в лесу, не имеет такой роскоши.
Может ли вместо этого использоваться батареи, по крайней мере, по одной на каждый сенсорный узел?
Житель Вакавилля, Калифорния., был одним из многих жителей Северной Калифорнии, вынужденных бежать от пожаров LNU Lightning Complex в августе 2020 года после того, как необычная серия гроз вызвала почти 400 пожаров. Филип Пачеко / Bloomberg / Getty Images
Сделайте паузу, чтобы посмотреть на детектор дыма в комнате, где вы сидите, и подумайте, когда вы в последний раз меняли батарею. Какая-то боль, правда? Сенсорная сеть, которая могла бы контролировать весь лес, газопровод или любую критически важную инфраструктуру, потребовала бы тысяч или даже миллионов датчиков и батарей.Просто думать о бригаде людей, которым нужно было бродить вокруг, чтобы заменить все эти батареи, утомительно, и на самом деле это было бы слишком дорого и непрактично.
Если бы у нас была сенсорная сеть, которая редко или никогда не потребляла электроэнергию, представьте, сколько важных мест и вещей можно было бы контролировать, сколько жизней можно было бы спасти. Рассмотрим мосты и плотины, которые могут сообщить об их структурной целостности. Или подумайте о городских улицах, которые могут сообщить о штормовом наводнении или обрушенных линиях электропередач, которые могут определить точное место разрыва и возможный риск пожара.
Прежде чем мы поговорим о о том, как мы могли бы создать такую систему мониторинга с нулевым энергопотреблением, давайте рассмотрим основные компоненты распределенной сенсорной сети. Помимо источника питания и самих датчиков, каждому узлу в сети требуется компьютер (в виде микропроцессора или микросхемы микроконтроллера) и радиомодуль. Как правило, компьютер управляет: он собирает данные датчиков через определенные промежутки времени и обрабатывает их. Затем он включает радио для передачи данных.Если источник питания ограничен по мощности, например аккумулятор, или по доступности, например солнечная панель, компьютер также отслеживает и регулирует энергопотребление.
Когда мы говорим об управлении энергопотреблением здесь, мы обычно сосредотачиваемся на мощности, потребляемой радио. Радио может быть очень энергоемким; чем дальше должен дойти радиосигнал, тем больше мощности он должен потреблять.
Для этих PurpleAir и других упомянутых датчиков, установленных в здании, радиосигнал должен достигать всего нескольких метров до базовой станции, потенциально с использованием низкоэнергетического радиопротокола, такого как Bluetooth Low Energy или Zigbee, или до интернет-маршрутизатора с использованием Wi- Fi.Однако в лесу это не так. Даже с ячеистой сетью — протоколом, который позволяет передавать сообщения короткими переходами от узла к узлу на обратном пути к домашней базе — в большой сети может потребоваться, чтобы каждый узел передавал на несколько километров. Чтобы достичь таких больших расстояний, каждому радиоприемнику может потребоваться мощность в ваттах по сравнению с милливаттами мощности, доступными в Bluetooth Low Energy.
Одним из способов экономии энергии является программирование компьютера на выборку и передачу через фиксированные интервалы времени, скажем, один раз в час.Или он может постоянно отслеживать выходные данные датчика и передавать данные только тогда, когда происходит что-то интересное, например, когда превышен предписанный пороговый уровень датчика. Но в любом случае компьютер должен всегда работать, а это означает, что в конечном итоге он разрядит аккумулятор.
Идеальная сенсорная система предупреждения, такая как собака, охраняющая дом по ночам, обычно спит; однако определенный порог шума или запаха заставит его проснуться и начать лаять с предупреждением.
Гораздо лучший способ сэкономить заряд батареи — это вообще не использовать ее до тех пор, пока в системе действительно не появятся важные данные для передачи. Система будет оставаться в спящем режиме со сверхнизким энергопотреблением или даже в режиме разомкнутой цепи без протекания тока до тех пор, пока сам датчик не обнаружит важный сигнал.
В этом видении контролирует датчик, а не компьютер. Датчик заставит компьютер включиться, обработать данные и передать их. А затем, после завершения передачи и исчезновения инициирующего стимула, система выключится и вернется в состояние сна или полностью отключенное питание.Спящий режим или что-то близкое к нему уже присутствует практически в каждой современной ИС, особенно в тех, которые предназначены для использования в мобильных устройствах, где сохранение срока службы батареи имеет решающее значение.
Идеальная сенсорная система предупреждения, такая как собака, охраняющая дом по ночам, обычно спит; однако определенный порог шума или запаха заставит его проснуться и начать лаять с предупреждением.
Эквивалент датчика спящей собаки называется датчиком, управляемым событиями.В своей наиболее распространенной форме он использует входящий стимул с некоторым минимальным пороговым значением для перемещения и замыкания механического переключателя, который, в свою очередь, активирует электронную схему. Как только переключатель замыкается, схема потребляет энергию от батареи, а затем выполняет более энергоемкие задачи, такие как обработка данных и радиопередача.
Используя технологию микроэлектромеханических систем (MEMS), мы можем создавать такие событийно-управляемые датчики на кремниевых микросхемах размером всего миллиметр. Крошечные силы могут приводить в действие их и, таким образом, приводить в действие электронные схемы, встроенные в кремний.
В Северо-Восточный университет в Бостоне, группа Маттео Ринальди продемонстрировала датчик, управляемый событиями, который может помочь обнаружить лесной пожар, реагируя на инфракрасный свет, излучаемый горячим объектом. На поверхности сенсора имеется массив металлических квадратов нанометрового размера, которые избирательно поглощают свет определенных длин волн, вызывая нагрев сенсора. При заданном пороге температуры поглощенное тепло деформирует металлический палец, который механически замыкает электрический выключатель.Механизм аналогичен тому, что используется в старых домашних термостатах, хотя и в гораздо меньшем масштабе. После того, как раздражитель удаляется, металлический палец возвращается к своей исходной форме, и переключатель размыкается.
Этот датчик от исследователя Северо-Восточного университета Маттео Ринальди спит в режиме сверхнизкого энергопотребления, пока инфракрасный свет, например, от огня или горячего объекта, не разбудит его. Система предупреждения, использующая этот тип датчика, может прослужить десятилетие без замены батареи. Мэтью Модоно / Северо-Восточный университет
Изменяя геометрию поглотителя и механического переключателя, вы можете настроить этот датчик так, чтобы он реагировал на различные длины волн и интенсивности света.Поэтому его можно использовать в сенсорной сети для отслеживания теплового сигнала, создаваемого лесным пожаром, или в приложении безопасности для поиска горячих выхлопных газов от проезжающего мимо транспортного средства определенного типа. В неактивном состоянии он потребляет почти нулевую мощность, имея ток утечки всего наноампер. Этот датчик может годами работать от оригинальной батареи в ожидании срабатывания триггера.
На Группа Сиаваша Пуркамали из Техасского университета в Далласе придерживается другого подхода.Они разработали управляемый событиями акселерометр постоянного тока, который может определять изменение наклона. Его можно использовать в качестве устройства безопасности, чтобы подавать сигнал тревоги, если объект перемещается, или в качестве монитора отгрузки пакета, чтобы определить, переворачивается ли пакет во время транспортировки. Развернутый в сети датчиков, он также может обнаруживать небольшие изменения угла в больших конструкциях, таких как заборы, трубопроводы, дороги или мосты, что указывает на потенциально опасную деформацию или трещины.
Идея этого датчика, срабатывающего по событию движения, не нова.Сто лет назад в переключателях наклона сантиметровой шкалы использовалась проводящая капля ртути, катящаяся по стеклянной трубке, чтобы замкнуть электрическую цепь. Версия MEMS, конечно, имеет размер всего несколько миллиметров, и вместо ртути в ней используется подвешенный блок кремния. При изменении угла смещенный блок замыкает электрическую цепь. Этот датчик можно настроить на заданные пороги наклона, и он не потребляет энергию во время ожидания срабатывания триггера.
Оба этих датчиков, управляемых событиями, по-прежнему нуждаются в батарее для питания остальной части системы после возникновения триггерного события.Затем пробужденный компьютер должен обработать данные датчика и начать радиопередачу в соответствии с запрограммированными инструкциями.
При экономном использовании батареи хватит на годы, но в какой-то момент она разрядится. Поэтому высшей мечтой было бы вообще не иметь батарей.
Как бы невероятно это ни звучало, датчики без батареек уже существуют. Мы можем создать их, используя обычную технологию: радиочастотную идентификацию. RFID-метка может быть пассивным электронным устройством, не имеющим собственного источника питания.Вместо этого он индуктивно получает питание от внешнего устройства, называемого считывателем. Считыватель излучает на расстоянии электромагнитную энергию, которая передается на антенну RFID-метки и генерирует переходный электрический ток в цепи RFID-метки. Это временное соединение считывателя и тега позволяет передавать небольшие фрагменты информации, например серийный номер или баланс счета. Типичное использование RFID таким образом — электронный сбор платы за проезд; Пассивная метка RFID находится на лобовом стекле автомобиля, и автомобиль проезжает под считывателем, установленным на потолочном портале.
Переход к датчикам с нулевым потреблением энергии стоит затраченных усилий и затрат; их развертывание для предупреждения о лесных пожарах само по себе оправдало бы инвестиции в НИОКР.
Технология RFID может использоваться для получения показаний датчика, а не просто номера тега. Действительно, он уже много лет используется в имплантированных медицинских датчиках, таких как Система CardioMEMS. В этой системе емкостный датчик давления MEMS на стеклянной основе внутри стента аневризмы аорты позволяет кардиологу проверить утечку стента, поместив считывающее устройство напротив туловища пациента.
Но есть гораздо больше, что можно сделать с помощью питания и считывания в стиле RFID.
В Группа Чжэн Ю из Университета Цинхуа в Пекине разработала датчик акустических волн, который может пассивно и точно определять изменение температуры. Это устройство основано на том факте, что центральная частота пьезоэлектрической структуры смещается при изменении температуры, а небольшие частотные сдвиги могут быть легко обнаружены схемой считывателя RFID.
С добавлением химически селективного поглощающего покрытия на пьезоэлектрическую поверхность датчик может измерять концентрацию газа.Поскольку покрытие поглощает молекулы целевого газа, масса, лежащая на пьезоэлектрическом материале, будет увеличиваться, снова смещая резонансную частоту.
Любой датчик, который может преобразовать физическое явление в изменение резонансной частоты, может быть считан RFID и, следовательно, работать без батареи. В этом случае задача состоит в том, чтобы подвести считыватель достаточно близко к каждому датчику в сети. Трудно представить подобное для системы обнаружения лесных пожаров. Установка антенны большего размера на датчик, а также на считывающее устройство, безусловно, поможет, но даже в лучшем случае мы смотрим на несколько метров, как в электронных пунктах взимания платы.
Тем не менее, с дальностью передачи порядка метров, сеть датчиков большой площади, состоящая из пассивных датчиков без батарей, может быть считана с помощью беспилотного летательного аппарата, который летает по сети по определенной схеме для сбора данных. Группа Эрика Йитмана из Имперского колледжа Лондона разрабатывает аппаратную платформу, необходимую для сбора данных с помощью дронов. Дроны будут перемещаться к каждому местоположению сенсорного узла, включать узел, а затем собирать данные. Чтобы обеспечить достаточную мощность, сенсорная сеть включает суперконденсаторы, которые заряжаются за счет индуктивной беспроводной передачи энергии.Дроны лучше всего подходят для сенсорных сетей с чистым воздушным пространством, например, на фермах, акведуках, трубопроводах, мостах или плотинах.
В ноябре 2018 года пожар в лагере, горящий в округе Бьютт в Калифорнии, послал густые облака дыма [вверху] в район залива Сан-Франциско, где сеть датчиков, контролируемых PurpleAir, определила опасные уровни взвешенных в воздухе твердых частиц [внизу]. Пожар в конечном итоге охватил более 150 000 акров (60 000 гектаров), разрушив 18 000 построек и унеся по меньшей мере 85 жизней. Вверху: Дэвид Литтл / The Mercury News / Getty Images; Внизу: PurpleAir
Сенсорная сеть большой площади была бы очень полезна для управления Плотина Оровилл в Калифорнии в феврале 2017 года, когда из-за контролируемого сброса излишков дождевой воды водосброс дамбы вышел из строя. Возникший в результате каскад воды разрушил фундамент плотины, потенциально нарушив целостность плотины. Местные власти приказали более 180 тысячам жителей покинуть территорию до тех пор, пока более детальная проверка не установит, что плотина безопасна.Если бы в то время существовала обширная сенсорная сеть для мониторинга конструкций, эти органы могли бы собрать данные для определения состояния плотины и принять своевременное и информированное решение о том, действительно ли необходима эвакуация. (В конечном итоге страшного коллапса не произошло.)
Так же, Обрушение моста Моранди в 2018 году в Генуе, Италия, было вызвано сочетанием стареющей инфраструктуры и суровой погоды. Катастрофу, в результате которой погибли 43 человека, можно было бы предотвратить, если бы ослабление пролета можно было своевременно обнаружить с помощью установленной сенсорной сети, а не с помощью спорадических и редких проверок.
Готовы ли датчики , управляемые событиями, или датчики с нулевым энергопотреблением, для обнаружения вспышки лесного пожара в отдаленной местности? Мы еще не совсем там, но приближаемся. Все основные элементы такой большой сенсорной сети существуют в различных стадиях технической зрелости; Еще несколько лет разработки и интеграции продуктов сделают их реальностью. Возможно, более сложной задачей будет побудить региональные и федеральные правительства к покупке и развертыванию таких сетей там, где они могут быть наиболее полезными, или к созданию краудсорсинговой сенсорной сети, подобной PurpleAir.
Переход к датчикам с нулевым потреблением энергии стоит затраченных усилий и затрат; их развертывание для предупреждения о лесных пожарах само по себе оправдало бы инвестиции в НИОКР. Лесные пожары уже привели к таким огромным убыткам и продолжают угрожать жизни, собственности, среде обитания и долгосрочному здоровью миллионов людей, вдыхающих дым.
Представьте себе будущий пожарный сезон в Калифорнии. Удар молнии поджигает дерево вдали от домов, и огонь растет. Но задолго до того, как даже слабый запах дыма может разбудить вашу собаку, датчики в лесу просыпаются и предупреждают станцию наблюдения за пожарами.Наконец, есть достаточно времени и информации, чтобы смоделировать развитие пожара и выдать ранние предупреждения об эвакуации на телефоны всех, кто находится на пути пожара.
Размер рынка графеновых батарей, доля и рост
Глава 1: Введение
1.1. Описание отчета
1.2. Ключевые преимущества для заинтересованных сторон
1.3. Ключевые сегменты рынка
1.4. Ключевые аудитории
1.5. Методология исследования
1.5 .1.Первичное исследование
1.5.2.Вторичное исследование
1.5.3. Инструменты и модели аналитика
Глава 2: Краткое содержание
2.1. Основные выводы
2.1.1. Основные факторы воздействия
2.1.1.1. Экспоненциальный рост продаж электромобилей
2.1.1.2. Развивающийся рынок портативной электроники
2.1.1.3. Растущий спрос на использование нетрадиционных энергоресурсов
2.1.1.4. Рынок графеновых батарей — в процессе коммерциализации
2.1.1.5. Высокая стоимость сырья
2.1.1.6. Недостаточная осведомленность о технологии
2.1.2. Верхние инвестиционные карманы
2.2. Перспективы CXO
Глава 3: ОБЗОР РЫНКА
3.1. Определение и объем рынка
3.2. Дорожная карта технологий
3.3. Ключевые силы Формирование графеновых батарей Промышленность / рынок
3.3.1. Торговая сила поставщиков от низкой до умеренной
3.3.2. От низкой до высокой угрозы новых участников
3.3.3. Угроза замены от низкой до умеренной
3.3.4. Интенсивность конкуренции от умеренной до высокой
3.3.5. Переговорная способность покупателей от низкой до умеренной
3.4. Анализ цепочки значений
3.4.1. Сырье
3.4.2. Производство
3.4.3. Приложения
3.5. Патентный анализ
3.5.1. По региону
3.5.2. Со стороны заявителя
3.6. Динамика рынка
3.6.1. Водители
3.6.1.1. Рост продаж электромобилей
3.6.1.2. Развивающийся рынок портативной электроники
3.6.2. Ограничения
3.6.2.1. Недостаточная осведомленность о графеновой технологии
3.6.2.2.Процесс внедрения на рынок
3.6.3. Возможности
3.6.3.1. Увеличение государственных инвестиций в НИОКР
Глава 4: РЫНОК ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ
4.1. Обзор
4.2. Литий-ионные аккумуляторы
4.2.1. Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
4.2.2. Объем и прогноз рынка по регионам
4.2.3. Анализ рынка по странам
4.3. Литий-серные батареи
4.3.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.3.2 .Размер и прогноз рынка по регионам
4.3.3. Анализ рынка по странам
4.4. Суперконденсаторы
4.4.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.4.2. Размер рынка и прогноз по регионам
4.4.3. Анализ рынка по странам
4.5 .Свинцово-кислотные батареи
4.5.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.5.2. Объем и прогноз рынка по регионам
4.5.3. Анализ рынка по странам
ГЛАВА 5: РЫНОК ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ПРИЛОЖЕНИЮ
5.1. Обзор
5.2.Автомобиль
5.2.1.Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.2.2.Размер и прогноз рынка по регионам
5.2.3.Анализ рынка по странам
5.3.Электроника
5.3.1.Ключ рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.3.2. Объем и прогноз рынка, по регионам
5.3.3. Анализ рынка по странам
5.4.Энергетика
5.4.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.4. 2.Размер и прогноз рынка по регионам
5.4.3. Анализ рынка по странам
5.5. Аэрокосмическая промышленность и оборона
5.5.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.5.2. Размер и прогноз рынка, по регионам
5.5.3. Анализ рынка по странам
5.6.Промышленная робототехника
5.6.1.Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.6.2.Размер и прогноз рынка по регионам
5.6.3.Анализ рынка по странам
5.7.Здравоохранение
5.7.1. Ключевые рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.7.2.Размер и прогноз рынка по регионам
5.7.3.Анализ рынка по странам
Глава 6: РЫНОК ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО РЕГИОНАМ
6.1.Обзор
6.2.Северная Америка
6.2.1.Основные тенденции рынка, рост факторы и возможности
6.2.2.Размер и прогноз рынка по типу батареи
6.2.3.Размер и прогноз рынка по приложениям
6.2.4.Анализ рынка по странам
6.2.4.1.США
6.2.4.1.1.Размер и прогноз рынка по типам батарей
6.2.4.1.2.Размер рынка и прогноз по приложению
6.2.4.2.Канада
6.2.4.2.1.Размер рынка и прогноз по типу батареи
6.2.4.2.2.Размер рынка и прогноз по приложению
6.2.4.3.Мексика
6.2.4.3.1.Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.2.4.3.2.Размер рынка и прогноз, по приложению
6.3.Европа
6.3.1.Основные рыночные тенденции, Факторы роста и возможности
6.3.2. Объем и прогноз рынка по типам аккумуляторов
6.3.3.Размер и прогноз рынка по приложению
6.3.4.Анализ рынка по странам
6.3.4.1.UK
6.3.4.1.1.Размер и прогноз рынка по типу батареи
6.3.4.1.2.Размер рынка и прогноз, по приложению
6.3.4.2.Германия
6.3.4.2.1.Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.3.4.2.2.Размер рынка и прогноз, по приложению
6.3.4.3.Турция
6.3.4.3.1.Размер рынка и прогноз по типу батареи
6.3.4.3.2.Размер рынка и прогноз по приложению
6.3.4.4. Испания
6.3.4.4.1. Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.3.4.4.2. Размер и прогноз рынка, по приложению
6.3.4.5. Остальная Европа
6.3.4.5. 1.Размер и прогноз рынка по типу аккумулятора
6.3.4.5.2.Размер и прогноз рынка по приложению
6.4.Азиатско-Тихоокеанский регион
6.4.1.Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
6.4.2. Объем и прогноз рынка по типу батареи
6.4.3. Размер и прогноз рынка по приложению
6.4.4.Размер и прогноз рынка по странам
6.4.4.1.Китай
6.4.4.1.1.Размер и прогноз рынка по типу батареи
6.4.4.1.2.Размер и прогноз рынка по приложению
6.4. 4.2.Индия
6.4.4.2.1.Размер рынка и прогноз по типу батареи
6.4.4.2.2.Размер и прогноз рынка, по приложению
6.4.4.3.Япония
6.4.4.3.1.Размер рынка и прогноз по типу батареи
6.4.4.3.2.Размер рынка и прогноз по приложению
6.4.4.4.Австралия
6.4.4.4.1.Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.4.4.4.2.Размер и прогноз рынка, по приложению
6.4.4.5.Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
6.4. 4.5.1.Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.4.4.5.2.Размер рынка и прогноз, по приложению
6.5.LAMEA
6.5.1.Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
6.5.2. Объем и прогноз рынка по типу батареи
6.5.3. Размер и прогноз рынка по приложению
6.5.4.Размер рынка и прогноз по странам
6.5.4.1.Латинская Америка
6.5.4.1.1.Размер рынка и прогноз по типу батареи
6.5.4.1.2.Размер рынка и прогноз по приложению
6.5 .4.2. Средний Восток
6.5.4.2.1. Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.5.4.2.2. Размер рынка и прогноз, по приложению
6.5.4.3. Африка
6.5.4.3.1. Размер рынка и прогноз, по типу батареи
6.5.4.3.2. Размер рынка и прогноз, по приложению
Глава 7: КОНКУРЕНТНЫЙ ЛАНДШАФТ
7.1. ВВЕДЕНИЕ
7.1.1. ПОЛОЖЕНИЕ ИГРОКА НА РЫНКЕ, 2019
7.2. СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША
7.2.1. Стратегии с максимальным выигрышем, по годам
7.2.2. Стратегии с максимальным выигрышем, по этапам разработки
7.2.3. выигрышные стратегии, по компаниям
7.3. КОНКУРСНАЯ ПАНЕЛЬ
7.4. КОНКУРСНАЯ ТЕПЛОВАЯ КАРТА
7.5. КЛЮЧЕВЫЕ РАЗРАБОТКИ
7.5.1. Запуск нового продукта
7.5.2. Слияния и поглощения
7.5.3. Прочие разработки
Глава 8: Профили компаний
8.1.CABOT CORPORATION
8.1.1. Обзор компании
8.1.2. Ключевые руководители
8.1.3. Обзор компании
8.1.4. Операционные бизнес-сегменты
8.1.5. Портфель продуктов
8.1.6.Расходы на НИОКР
8.1 .7. Эффективность бизнеса
8.1.8. Ключевые стратегические шаги и разработки
8.2.FGV CAMBRIDGE NANOSYSTEMS LTD.
8.2.1. Обзор компании
8.2.2. Ключевые руководители
8.2.3. Обзор компании
8.2.4. Операционные бизнес-сегменты
8.2.5. Портфель продуктов
8.3.G6 MATERIALS CORP.
8.3.1. Обзор компании
8.3.2. Ключевые руководители
8.3.3. Обзор компании
8.3.4. Операционные бизнес-сегменты
8.3.5. Портфель продуктов
8.3.6. Расходы на НИОКР
8.3.7. Эффективность бизнеса
8.4.GRAPHENANO SL
8.4.1. Обзор компании
8.4.2. Ключевые руководители
8.4.3. Обзор компании
8.4.4. Операционные бизнес-сегменты
8.4.5. Портфель продуктов
8.5.GRAPHENE NANOCHEM PLC
8.5.1.Обзор компании
8.5.2. Ключевые руководители
8.5.3. Обзор компании
8.5.4. Операционные бизнес-сегменты
8.5.5. Портфель продуктов
8.6.GRAPHENEA SA
8.6.1. Обзор компании
8.6.2. Ключевые руководители
8.6.3. Обзор компании
8.6.4. Операционные бизнес-сегменты
8.6.5. Портфель продуктов
8.7.NANOXPLORE INC.
8.7.1. Обзор компании
8.7.2. Ключевые руководители
8.7.3 Обзор компании
8.7.4. Операционные бизнес-сегменты
8.7.5. Портфель продуктов
8.7.6. Ключевые стратегические шаги и разработки
8.8.REAL GRAPHENE
8.8.1. Обзор компании
8.8.2. Ключевые руководители
8.8.3. Обзор компании
8.8.4. Операционные сегменты бизнеса
8.8.5. Портфель продуктов
8.8.6. Ключевые стратегические шаги и разработки
8.9.VORBECK MATERIALS CORP.
8.9.1. Обзор компании
8.9.2. Ключевые руководители
8.9.3. Обзор компании
8.9. 4. Операционные бизнес-сегменты
8.9.5. Продуктовый портфель
8.10.XG SCIENCES, INC.
8.10.1. Обзор компании
8.10.2. Ключевые руководители
8.10.3. Обзор компании
8.10.4. Операционные бизнес-сегменты
8.10.5. Портфель продукции
8.10.6. Исследования и разработки Расходы
8.10.7. Производственные показатели
СПИСОК ТАБЛИЦ
ТАБЛИЦА 01. ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020-2027 гг. (МЛН. Долл. США) 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 03. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ПО РЕГИОНАМ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 04.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ, ПО РЕГИОНАМ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. ЗАЯВКА, 2020-2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 07. ДОХОДЫ НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ, ПО РЕГИОНАМ 2020–2027 (МЛН. ТАБЛИЦА 09. ДОХОДЫ РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ОТ ЭНЕРГЕТИКИ, ПО РЕГИОНАМ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 10.ПРИБЫЛЬ НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ КОМИССИИ И ОБОРОНЫ, ПО РЕГИОНАМ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. ПО РЕГИОНАМ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 13 ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В СЕВЕРНОЙ АМЕРИКЕ, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ В 2020–2027 ГОДУ (МЛН ДОЛЛ.
ТАБЛИЦА 16. ДОХОД РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В СЕВЕРНОЙ АМЕРИКЕ, ПО СТРАНАМ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 17.ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В США, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 18. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 22. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В Мексике, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 (МЛН.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЕВРОПЕ, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 25. Выручка РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЕВРОПЕ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 гг. 2027 (МЛН. $)
ТАБЛИЦА 27. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В Великобритании, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ 2020–2027 (МЛН. ДОХОД НА РЫНКЕ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 30.ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ГЕРМАНИИ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. $)
ТАБЛИЦА 31. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ТУРЦИИ, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. (МЛН $)
ТАБЛИЦА 33. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ SPAIN, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН долл. США) ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 36.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ REST OF EUROPE, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. , ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 39. ДОХОДЫ НА РЫНКЕ АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКИХ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. )
ТАБЛИЦА 41. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ КИТАЯ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 42.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ИНДИИ, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. 2027 (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 45. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЯПОНИИ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 46. ДОХОД НА РЫНКЕ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ, 2020–2027 гг. (МЛН $)
ТАБЛИЦА 48.ВЫРУЧКА РЫНКА ОСТАВШИХСЯ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО ТИПАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. ДОХОД НА РЫНКЕ, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 51. ДОХОД НА РЫНКЕ LAMEA GRAPHENE BATTERY, ПО ПРИМЕНЕНИЮ, 2020–2027 гг. (МЛН долл. США) )
ТАБЛИЦА 53. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЛАТИНСКОЙ АМЕРИКЕ, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
ТАБЛИЦА 54.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЛАТИНСКОЙ АМЕРИКЕ, ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛ. 2020–2027 (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 57. ДОХОД НА РЫНКЕ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В АФРИКЕ, ПО ВИДАМ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020–2027 гг. (МЛН. ВЫПУСК КЛЮЧЕВЫХ НОВЫХ ПРОДУКТОВ (2017-2019)
ТАБЛИЦА 60.КЛЮЧЕВЫЕ СЛИЯНИЯ И ПРИОБРЕТЕНИЯ (2017-2020 *)
ТАБЛИЦА 61. ДРУГИЕ КЛЮЧЕВЫЕ РАЗРАБОТКИ (2017-2019)
ТАБЛИЦА 62. КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 63. КАБИНСКАЯ КОРПОРАЦИЯ: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 64. КАБИНСКАЯ КОРПОРАЦИЯ: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 65. CABOT CORPORATION: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 66. КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 67. НАНОСИСТЕМЫ FGV CAMBRIDGE: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 68.КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 71.G6 MATERIALS CORP .: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 72.G6 MATERIALS CORP .: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 73.G6 MATERIALS CORP .: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 74. КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 75.ГРАФЕНАНАН ТАБЛИЦА 76.ГРАФЕНАНО: РАБОЧИЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 77.ГРАФЕНАНО: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
ТАБЛИЦА 78. КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 79. НАНОХИМА ГРАФЕНА: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 80. 82.КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 83. ГРАФЕНА: ОБЗОР КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 84. ГРАФЕНА: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 85. ГРАФЕНА: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 86. КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 87.NANOXPLORE: ОПИСАНИЕ КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА ПРОГРАММЫ
. 89.NANOXPLORE: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 90. КЛЮЧЕВЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ
ТАБЛИЦА 91.PROLOGIUM: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 92. НАСТОЯЩИЙ ГРАФЕН: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 93. НАСТОЯЩИЙ ГРАФЕН: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 94.ESKEY
.МАТЕРИАЛЫ ВОРБЕКА: ОБЗОР КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 96. МАТЕРИАЛЫ ВОРБЕКА: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 97. МАТЕРИАЛЫ ВОРБЕКА: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 98. ОСНОВНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ
ТАБЛИЦА 99.XG SCIENCESEENCES .XG SCIENCES: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
СПИСОК ЦИФР
РИСУНОК 01. КЛЮЧЕВЫЕ СЕГМЕНТЫ РЫНКА
РИСУНОК 02.ГЛОБАЛЬНЫЙ ГРАФЕНОВЫЙ РЫНОК, КЛЮЧЕВЫЕ АУДИТОРИИ
РИСУНОК 03. ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
РИСУНОК 04.ЛУЧШИЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ КАРМАНЫ
РИСУНОК 06. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОРОЖНАЯ КАРТА
РИСУНОК 07. АНАЛИЗ ЦЕПИ СТОИМОСТИ
РИСУНОК 08. АНАЛИЗ ПАЦИЕНТОВ, ПО РЕГИОНАМ
РИС. РЫНОК, ПО ВИДУ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020-2027 ГОДЫ
РИСУНОК 12. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АКЦИЙ НА РЫНКЕ LI-ION АККУМУЛЯТОРОВ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2020 и 2027 гг. (%) ПО СТРАНАМ, 2020 и 2027 гг. (%)
РИСУНОК 14.СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОЛИ РЫНКА АККУМУЛЯТОРОВ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2020 и 2027 гг. (%) РЫНОК, ПО ПРИМЕНЕНИЮ, 2020-2027 гг.
РИСУНОК 17. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОЛИ РЫНКА АВТОМОБИЛЬНЫХ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2019 и 2027 гг. (%) )
РИСУНОК 19.СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АКЦИЙ РЫНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2019 и 2027 гг. (%)
РИСУНОК 20 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АКЦИЙ РЫНКА АККУМУЛЯТОРОВ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО И ОБОРОНЫ ЗАЩИТЫ ПО СТРАНАМ ОТНОСИТЕЛЬНО ПОКАЗАТЕЛЯ, 2019 И 2027 ГГ. РЫНОК ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ РОБОТОТЕХНИКИ, ПО СТРАНАМ, 2019 и 2027 гг. (%)
РИСУНОК 22. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОЛИ РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ПО СТРАНАМ, 2019 и 2027 гг. (%) (МЛН $)
РИСУНОК 24.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В СЕВЕРНОЙ АМЕРИКЕ, ПО СТРАНАМ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 25. США ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, 2020-2027 гг. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 26. Выручка РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ КАНАДА, 2020-2027 гг. (МЛН долл. США) ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЕВРОПЕ, ПО СТРАНАМ, 2020-2027 гг. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 29. ДОХОДЫ РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В Великобритании, 2020-2027 гг. (МЛН долл. США)
РИСУНОК 31.ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ТУРЦИИ, 2020-2027 гг. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 32. ВЫРУЧКА РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ SPAIN, 2020-2027 гг. (МЛН долл. США) РИСУНОК 34. ДОХОДЫ НА РЫНКЕ АЗИАТСКИХ ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2020–2027 гг. (МЛН. Долл. США) В МИЛЛИОНАХ ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 37. ДОХОДЫ РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЯПОНИИ, 2020-2027 гг. (В МИЛЛИОНАХ ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 38.ДОХОДЫ РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В АВСТРАЛИИ, 2020-2027 ГОДЫ (МЛН. ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 39. ОСТАВШИЕСЯ РЫНОК ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ОСТАТОЧНОЙ АЗИИ, 2020-2027 гг. (МЛН. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 41. ДОХОДЫ РЫНКА ГРАФЕНОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ЛАТИНСКОЙ АМЕРИКЕ, 2020-2027 гг. (МЛН долл. США) 2020-2027 (МЛН. $)
РИСУНОК 44. ПОЛОЖЕНИЕ ИГРОКОВ НА РЫНКЕ, 2019 г.
РИСУНОК 45.НАИЛУЧШИЕ СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША, ПО ГОДУ, 2017–2020 *
РИСУНОК 46. СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША, ПО РАЗВИТИЮ РАЗВИТИЯ, 2017–2020 гг. * (%)
РИСУНОК 47. СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША, ПО КОМПАНИЯМ, 2017-2020 *
РИСУНОК 48. КОНКУРСНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
РИСУНОК 49. КОНКУРСНАЯ КАРТА КЛЮЧЕВЫХ ИГРОКОВ
РИСУНОК 50. РАСХОДЫ НА НИОКР, 2017–2019 гг. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 51. КОРПОРАЦИЯ КАБИНОВ: ДОХОДЫ, 2017–2019 гг. (Млн долл. США)
РИСУНОК 52. , 2019 (%)
РИСУНОК 53. КАБОТ КОРПОРАЦИЯ: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО ГЕОГРАФИЯМ, 2019 (%)
РИСУНОК 54.РАСХОДЫ НА НИОКР, 2017–2019 гг. (МЛН. Долл. США)
РИСУНОК 55. G6 MATERIALS CORP .: ДОХОД, 2017–2019 гг. (МЛН долл. США)
РИСУНОК 56. , 2016–2018 (МЛН. Долл. США)
Телефоны Samsung с графеновым аккумулятором заряжаются за 12 минут
- По слухам, Samsung выпустит смартфон с новой технологией графеновых аккумуляторов, который может полностью заряжаться менее чем за 30 минут, по словам известного эксперта по гаджетам Эвана Бласса.
- Современные смартфоны с питанием от стандартных литий-ионных аккумуляторов, поддерживающих быструю зарядку, заряжаются примерно за полтора часа.
- В 2017 году Samsung объявила, что разрабатывает технологию графеновых аккумуляторов, заявив, что теоретически для полной зарядки аккумулятора потребуется всего 12 минут.
- Самый большой вопрос заключается в том, могут ли графеновые батареи продлить срок службы батареи в смартфонах.
- Посетите домашнюю страницу Business Insider, чтобы узнать больше.
Samsung выпустит смартфон с новой технологией графеновых аккумуляторов, который сможет полностью зарядиться менее чем за 30 минут в 2020 или, возможно, в 2021 году, как сообщил в Твиттере известный автор гаджетов Эван Бласс.
Современные смартфоны, работающие от традиционных литий-ионных аккумуляторов, обычно полностью заряжаются примерно за полтора часа.Самая быстрая зарядка, о которой я слышал, — это зарядное устройство Samsung на 45 Вт для Galaxy Note 10, которое, по словам компании, может полностью зарядить телефон за час. На данном этапе заявление Samsung все еще является заявлением, и оно еще не проверено.
В своем твите Бласс сказал: «Литий-ионные батареи … субоптимальные. Samsung надеется выпустить хотя бы один телефон в следующем году или в 2021 году, как мне сказали, в котором вместо этого будет установлена графеновая батарея. полной зарядки менее чем за полчаса, им все равно необходимо увеличить емкость при одновременном снижении затрат.«
Микроскопический вид графенового материала в графеновых батареях Samsung. SamsungВ 2017 году Samsung объявила о разработке технологии графеновых батарей, заявив: «Теоретически… [графеновой батарее] требуется всего 12 минут для полной зарядки ».
Новая технология включает одинарный слой атомов углерода из графита, известный как графен, который «в 100 раз более эффективен, чем медь в проведении электричества». Он также передает энергию «в 140 раз быстрее», чем кремний, используемый в современной литиевой технологии, что делает его «идеальным материалом для быстрой зарядки», согласно заявлению Samsung в 2017 году.
Пока неизвестно, могут ли графеновые батареи в смартфонах продлить срок службы батареи. На данный момент большинство смартфонов необходимо заряжать ежедневно, чтобы обеспечить автономную работу в течение всего дня, а некоторые телефоны могут работать максимум два дня.
Будущее аккумуляторных технологий
Видео: информационное видео, в котором рассказывается краткая история графена и его применения в аккумуляторных технологиях.
От смартфонов, которые служат цифровыми помощниками, до электромобилей, которые почти управляют собой; Казалось бы, единственными ограничениями современных технологий являются не очень современные аккумуляторные батареи, которые питают их.Современные перезаряжаемые батареи, такие как литий-ионные (литий-ионные) батареи, предлагают в некоторой степени стабильную мощность и приемлемый срок службы, но им мешают относительно низкая емкость, более длительные периоды зарядки и меньшее количество циклов зарядки, чем графеновые батареи аналогичных размеров. В настоящее время пользователям смартфонов с литий-ионными аккумуляторами повезло, что они проработают один или два дня без подзарядки, прежде чем им придется искать зарядное устройство. Обычно для полной зарядки смартфона может потребоваться до нескольких часов.А теперь представьте, может ли одно и то же устройство работать до недели и заряжаться за меньшую часть времени. Теперь, благодаря новаторскому подходу RealGrapheneUSA, эта мечта быстро становится реальностью.
RealGrapheneUSA — калифорнийская компания, специализирующаяся на использовании графена в аккумуляторных технологиях. В настоящее время они производят блоки питания на основе графена, обещающие молниеносную зарядку устройств, увеличение общего количества циклов зарядки аккумулятора и гораздо меньшее тепловое воздействие на устройство.
Что такое графен?Любой, кто пользовался карандашом, знаком с графитом, но что такое графен? Проще говоря, графен — это самая тонкая из возможных форм графита. Графен представляет собой всего лишь один атомный слой с гексагональной структурой, которая чрезвычайно конденсирована. После того, как графен разбит на один атомный уровень, он приобретает множество интересных свойств, которые сильно отличаются от графита. Прежде всего; графен — чрезвычайно эффективный проводник электричества.Кроме того, графен — чрезвычайно прочный материал, гибкий и легкий. Графен в 200 раз прочнее стали, но при этом весит лишь небольшую часть его веса. Так как же именно графен используется в аккумуляторных технологиях? Подобно коммерческим литий-ионным батареям, пористые графеновые пластины с высокой проводимостью передают энергию, чтобы либо заряжать, либо разряжать батарею с высокой скоростью. И литий-ионные, и графеновые батареи имеют схожую конструкцию, но также имеют множество различий.
Чем отличается графен от других аккумуляторных батарей? Литий-ионные батареии графеновые батареи могут использоваться для питания аналогичных устройств и передачи энергии аналогичными способами. Хотя и литий-ионные, и графеновые батареи имеют общие черты по конструкции и применению, они сильно различаются по скорости передачи энергии, аспектам безопасности и сроку службы.
Основная причина того, что графеновые батареи намного эффективнее традиционных батарей, довольно проста — тепло.Всякий раз, когда энергия передается устройству, создается большое количество избыточной тепловой энергии как побочный продукт сопротивления его проводников. Литий-ионные батареи проводят энергию, демонстрируя при этом относительно высокое сопротивление, которое генерирует относительно высокий уровень тепла. Поскольку литий становится неравномерно нагретым, сопротивление увеличивается, создавая цикл прогрессирующей неэффективности. Это избыточное тепло также вредно для аккумулятора и самого устройства. Хотя современные литий-ионные батареи достаточно безопасны и стабильны, катастрофические отказы батареи могут привести к возгоранию или взрыву.
Графен в настоящее время является одним из самых проводящих материалов в мире, обладающим чрезвычайно низким уровнем сопротивления. Этот низкий уровень сопротивления помогает свести избыточную тепловую энергию к минимуму, тем самым сохраняя общие температуры в низком и безопасном диапазоне. Меньшее сопротивление оптимально для высокоскоростной передачи энергии с высокой энергией. По данным RealGrapheneUSA, — одной из ведущих компаний в области применения графеновых батарей,
«Графен — почти идеальный проводник электричества.Это позволяет электричеству беспрепятственно течь. Это значительно замедляет процесс нагрева лицевой стороны литиевых батарей, позволяя при этом заряжаться до 5 раз быстрее. Это также увеличивает срок службы батареи в 5 раз по сравнению с циклами зарядки ».
Будущее графена в производстве аккумуляторов
В настоящее время графен только внедряется и интегрируется в аккумуляторную технологию. Самым большим препятствием, которое необходимо преодолеть, является чрезвычайно высокая цена процесса производства тонких листов графена.По мере того, как производственные процессы становятся более совершенными и экономически эффективными, возможности применения графена будут постоянно расти.
Наиболее многообещающее использование графена в сочетании с традиционными литий-ионными батареями. Это достигается за счет включения графена в катоды и аноды батареи. Проще говоря, катод — это место, где энергия вытекает из батареи, а анод — это то место, где энергия втекает. Катод и анод — это место, где больше всего сопротивления и, следовательно, вырабатывается тепло.Увеличивая проводимость и уменьшая сопротивление материалов катода / анода, можно передавать больше энергии с большей скоростью и более безопасным способом.
Крупные компании, такие как Tesla Motors, Samsung и Microsoft, проявили крайний интерес к разработке графеновых батарей. По мере роста интереса и финансирования к графену мы можем ожидать более быстрого и быстрого развития новых технологий.
По мере развития аккумуляторов они, естественно, станут более эффективными.С введением в смесь графена возможности будущих возможностей аккумуляторных технологий безграничны. Будут ли у нас периоды почти мгновенной зарядки, и сможем ли мы в ближайшем будущем подзарядить наши устройства за несколько недель? Трудно предсказать точное развитие аккумуляторов, но сегодня мы можем с уверенностью сказать, что графен станет неотъемлемой частью следующего шага технологии аккумуляторов.
графеновых батарей: технологии будущего или шумиха?
Батареи стали необходимым элементом в повседневной жизни.Тем не менее, графеновые батареи в настоящее время являются предметом большой шумихи. Что ждет в будущем технологию перезаряжаемых аккумуляторов?
Что такое графеновые батареи?
Прежде чем перейти к графеновым батареям, давайте сначала взглянем на графен. Графен представляет собой углеродный аллотроп, состоящий из одного листа чистых атомов углерода, связанных вместе в гексагональной решетке с помощью sp2-связей. Чтобы упростить, графен представляет собой слой углерода толщиной в один атом (0,345 нм). На самом деле графен двумерен.В графене связи углерод-углерод прочные, небольшие и полностью стабильные. Важно отметить, что графен можно увидеть невооруженным глазом, несмотря на то, что он в основном прозрачный. Кроме того, характеристики графита меняются в наномасштабе, что придает графену выдающиеся свойства.
Благодаря своим многочисленным замечательным свойствам графен считается «чудо-веществом». Он экологически безопасен и долговечен, с безграничным потенциалом для широкого спектра применений. Графен может стать веществом, которое заменит классические литий-ионные батареи, которые десятилетиями использовались в технологическом секторе.Графен в 140 раз быстрее лития по передаче электричества и в 100 раз легче алюминия. Это говорит о том, что удельная мощность обычного литий-ионного аккумулятора может быть увеличена на 45 процентов.
Графеновые батареи в настоящее время исследуются для широкого круга коммерческих применений, поскольку они долговечны, легки и идеально подходят для хранения энергии большой емкости. Работа и компоновка графеновых батарей аналогичны обычным батареям, для которых требуются два электрода и раствор электролита для облегчения переноса ионов.Эти батареи представляют собой новейшую технологию, которая позволяет сократить время цикла и повысить плотность электродов. Этот сценарий, который в настоящее время кажется произведением фантастики, может стать реальностью, если графеновые батареи, материал с практически чудесными свойствами, оправдают свой потенциал. В этом контексте они привлекают внимание за пределами сектора стартапов.
Графеновые батареи и литий-ионные батареи
В батареяхGraphene используются две проводящие плоскости, покрытые проницаемым веществом и поглощенные катализатором-электролитом, подобно литий-ионным батареям.Несмотря на то, что их внутреннее устройство очень похоже, такие аккумуляторные технологии имеют отличительные особенности. Внутренняя структура графеновой батареи очень похожа на структуру обычной литий-ионной батареи.
В настоящее время литий-ионные батареи являются наиболее популярным типом батарей, но, похоже, ситуация меняется. Хотя литий-ионные аккумуляторы имеют значительные преимущества, у них также есть недостатки, которые необходимо учитывать. Литий-ионные батареи могут иметь проблемы с безопасностью, долговечностью, единообразием и стоимостью из-за их большой емкости и больших серийных параллельных номеров.Он также может быть перезаряжен или разряжен, что со временем ухудшит производительность. Еще одна проблема — транспортировка, поскольку литий-ионные батареи представляют опасность при транспортировке. Есть ли более эффективный вариант?
Литий-ионные батареисостоят из тонкого пористого полипропиленового листа, который предотвращает соприкосновение электродов друг с другом. Если сепаратор сломан, электроды соприкасаются и становятся «взрывоопасными». В графеновых батареях один из электродов заменен гибридным композитным материалом, содержащим графен.Если электроды соприкоснутся, взрыва не произойдет. Графеновые батареи не только хранят на 20% больше энергии, чем литий-ионные батареи сопоставимого размера, но они также выделяют гораздо меньше тепла во время зарядки.
Короче говоря, преимущества графеновой батареи перед литий-ионной батареей:
- Недорого — Ожидается, что по мере совершенствования технологии стоимость производства этих батарей резко упадет. Еще одним преимуществом снижения цены графена является его повышенная экологичность, что связано с содержанием углерода в материале, которого нет в литии.
- Безопасность — Считается, что графеновые батареи намного более надежны, чем литий-ионные. Отсутствует опасность взрыва, что обеспечивает более легкие защитные кожухи и, как следствие, меньший вес автомобиля.
- Совместимая грузоподъемность — Батарея, изготовленная с использованием графеновых материалов, была протестирована на 400 циклов зарядки / разрядки и прошла успешно.
- Улучшенный накопитель энергии — Графеновая батарея имеет в пять раз большую плотность энергии, чем лучшая литий-ионная батарея (1000 Втч / кг на модели Tesla S по сравнению с2000 Вт · ч / кг на графеновой батарее).
Графеновые суперконденсаторы
В 2002 году два российских исследователя получили Нобелевскую премию за открытие графена. После этого ученые Махер Эль-Кади и Рик Канер искали лучшую технику для изготовления сверхпрочного материала, когда они пришли с еще одним Святым Граалем, «суперконденсатором ». Этот графеновый суперконденсатор представляет собой аккумуляторную технологию, которая является биоразлагаемой и эффективной.
Графеновые суперконденсаторы способны изменить мир.Суперконденсаторы — это новый тип накопителя энергии, который предлагает большую удельную мощность, почти мгновенную подзарядку и чрезвычайно длительный срок службы. Например, они могут заряжаться до 1000 раз быстрее, чем обычная батарея. В настоящее время они быстро переходят от лабораторных прототипов к готовой продукции. В недалеком будущем они будут дополнять, если не конкурировать с коммерческими батареями. Это связано со значительным улучшением их характеристик и производительности за последнее десятилетие. Пена графена, лазерное восстановление и микро-суперконденсаторы — три технологии, которые оказали наибольшее влияние на их прогресс.
Графеновые суперконденсаторы, также известные как ультраконденсаторы, могут хранить в сотни раз больше электрического заряда, чем обычные конденсаторы, что делает их жизнеспособной альтернативой электрохимическим батареям в различных промышленных и коммерческих приложениях. Графеновые суперконденсаторы также могут работать при чрезвычайно низких температурах, что является проблемой для многих электрохимических батарей. По этим причинам суперконденсаторы уже используются в аварийных радиоприемниках и фонариках, где энергия генерируется кинетически, а затем накапливается в суперконденсаторе для использования устройством.
Как графен повлияет на смартфоны и внешние аккумуляторы
Графен — это удивительный материал с головокружительным множеством потенциальных технических применений. Это также может значительно повысить эффективность смартфонов и внешних аккумуляторов.
Печатные платы для смартфонов, использующие графеновые транзисторы, могут быть чрезвычайно эффективными и мощными. Необычная структура графена, например, создает полуметалл с нулевым перекрытием, в котором как электроны, так и дырки действуют как носители заряда. Это свойство в сочетании с баллистической проводимостью ускоряет и повышает эффективность электрического заряда.Кроме того, эта характеристика позволяет транзисторам на основе графена работать на частоте 300 ГГц, что в 30 раз быстрее, чем транзисторы на основе кремния. Кроме того, графеновые транзисторы значительно меньше, что приводит к более эффективной электронике.
Размер и емкость батареи долгое время были источником разочарования как потребителей, так и производителей. Представьте, что вы можете зарядить аккумулятор вашего смартфона за считанные минуты, а его хватит на целый день. Например, графеновый аккумулятор емкостью 6000 мАч будет заряжаться менее чем за 30 минут.Samsung по-прежнему планирует выпустить хотя бы один флагманский телефон с графеновой батареей большой емкости к 2021 году.
Считается, чтоGraphene значительно улучшил производительность аккумуляторов. В результате графен готов захватить рынок энергобанков. В реальных приложениях графен позволяет банкам питания значительно сократить периоды зарядки. Таким образом, вместо того, чтобы часами ждать, пока ваш внешний аккумулятор будет пополнен, они смогут сделать это за несколько минут.Кроме того, новая технология может позволить банкам питания расширить свою емкость без увеличения размера или веса, что позволит им стать более мощными, оставаясь портативными.
Можно найти и другие преимущества графеновых аккумуляторов. Они работают при более низкой температуре, чем литий-ионные батареи, и производители (Samsung, CellsX и т. Д.) Заявляют, что их можно перезарядить 1000 раз, прежде чем истечет срок их службы. Типичные аккумуляторы имеют срок службы от трех до пятисот циклов перезарядки.По сегодняшним спецификациям Power Bank, 5000 мАч недостаточно. Большой современный смартфон (например, iPhone 12 Pro Max) можно зарядить один раз, а смартфон меньшего размера — дважды. Однако, поскольку основное внимание в этих банках питания уделяется чистой емкости, портативности и скорости зарядки, это разумный компромисс.
Когда графеновые батареи станут широко доступны?
БатареиGraphene в настоящее время не имеют значительного присутствия на рынке, но ситуация постепенно развивается.Например, некоторые компании используют графен для создания инновационных корпусов батарей или увеличения температурного диапазона батареи (см. Объявление Huawei о графеновых батареях в 2016 году).
Между тем, похоже, что Huawei наконец-то присоединилась к битве, поскольку компания недавно сертифицировала новый патент на дизайн, опубликованный Государственным ведомством интеллектуальной собственности Китая. Согласно патенту, используются полистирол, альгинат натрия, полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт, крахмал и другие связующие материалы, а также графен в качестве проводящего материала.Графен составляет от 0,1 до 10% от общей массы, с частицами графена толщиной от 5 до 50 нм и формой элемента D50 от 50 до 5000 нм.
Кроме того, австралийские ученые, имеющие опыт работы с ионно-алюминиевыми батареями, сотрудничают с Graphene Manufacturing Group из Брисбена, чтобы разработать технологию, которая может произвести революцию в хранении энергии. Однако не только Квинслендский университет и Graphene Manufacturing Group добились успехов.Ученые из Даляньского технологического университета в Китае и Университета Небраски в США в марте 2021 года работали над изготовлением батареи с анодом из чистого алюминия, графеновым катодом и органическим электролитом. Ожидается, что к 2025 году мировой рынок графена вырастет до 1479 миллионов долларов США. Однако самые передовые решения для графеновых батарей потребуют значительных инвестиций в исследования и разработки, а их выход на рынок займет много лет.
Запасы графеновых батарей, на которые следует обратить внимание
Запасы графена стабильно растут с конца 2020 года, и ожидается, что эта тенденция сохранится в 2021 году для большинства компаний.Компания NanoXplore, производитель графена, объявила, что ее обыкновенные акции начали торговаться на Фондовой бирже Торонто (TSX). Однако есть запасы графита, которые могут быть добыты в других местах Канады и мира. Если цены достаточно вырастут, эти месторождения можно будет ввести в эксплуатацию.
Обладая таким огромным потенциалом, крупные и мелкие организации неизбежно будут исследовать способы расширения спектра применений материала и зарабатывать деньги за счет коммерциализации приложений графена.В результате оппортунистические инвесторы будут искать способы инвестировать в акции графена или в акции компаний, занимающихся графеновыми продуктами, исследованиями на основе графена или отраслями, сосредоточенными на графене.
Ссылки:
https://www.nature.com/articles/srep05278
https://www.cheaptubes.com/resources/graphene-battery-users-guide/
https://www.graphene-info .com / graphene -atteries
https://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/materials/3d-printed-graphene-aerogel-reaches-highest-capacitance-yet-for-a-supercapacitance
https: // pubs .rsc.org/en/content/articlehtml/2020/se/d0se00175a
https://springerplus.springeropen.com/articles/10.1186/2193-1801-3-585
Графеновые литиевые батареи, которые заряжаются в 18 раз быстрее литий-ионных батарей
Одним из основных факторов, влияющих на революцию электромобилей (EV), является то, что электромобили заряжаются дольше, чем заправка бензобака. Большинство людей предпочитают удобство спасению планеты. Однако, возможно, все это скоро изменится. Компания Nanotech Energy из Лос-Анджелеса недавно получила 27 долларов.5 миллионов инвесторов утверждают, что его литиевые батареи на основе графена могут заряжаться в 18 раз быстрее, чем обычные литий-ионные батареи.
Д-р Андреас Хинтеннах, глобальный руководитель отдела исследований аккумуляторов Daimler AG, сказал:
Три года назад мы поставили перед Nanotech Energy задачу предоставить нам самый безопасный химический состав из негорючих батарей; Nanotech Energy превзошла нашу задачу. Обычно вы жертвуете производительностью, когда разрабатываете чрезвычайно безопасную химию. Теперь, впервые, у нас есть доступ к чрезвычайно безопасному химическому составу, обеспечивающему высокую производительность, и мы очень довольны.
Графен — первый в мире двумерный материал. Он обладает высокой проводимостью и переносит электроны со скоростью 1 миллион метров в секунду. Этот материал в 200 раз прочнее и в шесть раз легче стали, способен растягиваться на 20% своей длины и в 1 миллион раз тоньше человеческого волоса.
Предоставлено: Nanotech EnergyNanotech Energy написала на своем веб-сайте:
.Благодаря выдающейся площади поверхности и высокой электронной проводимости компания Nanotech Energy использовала графен для одновременного улучшения электрохимических свойств анода и катода литий-ионной батареи.Это позволило создать новое поколение литий-ионных аккумуляторов, которые мы называем графеновыми супер-аккумуляторами (Gen I), с выдающейся удельной мощностью, плотностью энергии и длительным сроком службы.
Генеральный директор Nanotech Energy Джек Кавано сказал журналу PV, что его компания является «ведущим поставщиком графена в мире». В течение следующего года компания планирует выпустить экологически чистую негорючую литиевую батарею, которая может заряжаться в 18 раз быстрее, чем все, что сейчас доступно на рынке.”
Кавано добавил:
Мы уверены, что у нас есть единственный в своем роде продукт, меняющий отрасль, который повлияет на технологии и прибыль на многих рынках конечных пользователей.
Однако есть несколько важных факторов, которые Кавано не уточняет, в том числе:
- Сколько циклов заряда / разряда они могут выдержать
- Какая удельная мощность у этих аккумуляторов
- С какой зарядкой они могут переносить
- Какой размер ячеек
- Как долго они прослужат
- Или сколько они стоят
Новый материал, «превосходящий» графен, может открыть прорывные батареи
Новая углеродная сеть, похожая на графен, но с гораздо более сложной микроскопической структурой, может привести к появлению более совершенных исследователей батарей для электромобилей. Графен, возможно, самая известная экзотическая форма углерода, уже использовался как потенциальный фактор, который изменит правила игры в технологии литий-ионных аккумуляторов, но новые методы производства могут в конечном итоге привести к созданию еще более энергоемких элементов.
Графен представляет собой сетку атомов углерода, в которой созданы крошечные шестиугольники, каждый из которых связан с тремя соседями. Однако исследователи предположили, что могут быть созданы и другие структуры, помимо этих простых сот.
Это то, что разработала команда из Университета Марбурга в Германии и Университета Аалто в Финляндии, снова задействуя атомы углерода, но уговаривая их принять новую ориентацию. Так называемая бифениленовая сеть , которая образовалась в результате, состоит из шестиугольников, квадратов и восьмиугольников, более сложных сеток, чем образует графен.В результате, по словам исследователей, он имеет совершенно иные — и в некотором смысле предпочтительные — электронные свойства.
Например, хотя графен ценится за его способность действовать как полупроводник, новая углеродная сетка ведет себя больше как металл. Действительно, шириной всего в 21 атом полосы бифениленовой сети могут функционировать как проводящие провода для электронных устройств. Они отмечают, что в таком масштабе графен по-прежнему ведет себя как полупроводник.
«Эта новая углеродная сеть может также служить в качестве превосходного анодного материала в литий-ионных батареях с большей емкостью лития по сравнению с нынешними материалами на основе графена», — сказал Цитанг Фэн из Марбургского университета и Автор нового исследования предполагает.
Аноды литий-ионных аккумуляторов обычно состоят из графита, нанесенного на медную фольгу. Он обладает высокой проводимостью, что важно не только для обратимого размещения ионов лития между его слоями, но и потому, что он может продолжать делать это в течение потенциально тысяч циклов. Это обеспечивает как эффективную батарею, так и батарею, которая работает длительное время без ухудшения характеристик.
Однако еще более эффективная альтернатива меньшего размера, основанная на этой новой углеродной сети, может обеспечить более плотные ячейки.Это может позволить электромобилям и другим устройствам, использующим литий-ионные батареи, быть меньше и легче.
Однако, как и в случае с графеном, следующая задача — выяснить, как производить эту новую версию в больших масштабах. Текущий метод сборки основан на сверхгладкой поверхности золота, на которой углеродсодержащие молекулы изначально формируются в цепочки связанных шестиугольников. Затем последующая реакция связывает эти цепи, образуя квадраты и восьмиугольники, которые отличают конечный результат от графена.
«Новая идея состоит в том, чтобы использовать молекулярные предшественники, которые настроены для получения бифенилена вместо графена», — объясняет Линхао Ян из Университета Аалто. Теперь цель состоит в том, чтобы производить большие листы материала, чтобы можно было лучше понять его свойства.
.