» »

Samsung litij-ionske baterije izpopolnjuje z grafenom

Samsung litij-ionske baterije izpopolnjuje z grafenom

Slo-Tech - Že dolgo nismo napisali nič o baterijah niti o novem čudežnem materialu grafenu, sedaj pa bomo pokrili kar oboje. Raziskovalci iz Samsunga namreč poročajo, da so iznašli način, kako lahko z uporabo grafena kapaciteto litij-ionskih baterij povečajo skoraj za polovico in hkrati za petkrat skrajšajo čas polnjenja. O dosežku podrobno pišejo v reviji Nature.

Grafen je enoslojna različica grafita, kjer so ogljikovi atomi povezani s tremi sosedi v šesterokotnem vzorcu. V grafitu je več takšnih plasti naloženih ena nad drugo, medtem ko je za grafen značilen en sam tak sloj. Zaradi tega je grafen prožen in upogljiv, a hkrati trden, stabilen in prevoden. Raziskovalci iz Samsunga so odkrili, kako lahko grafen nanašajo na nanodelce silicijevega dioksida, iz česar dobijo "grafenske žogice". Poenostavljeno gre za to, da grafen zvijemo okrog nanodelca silike. Na ta način dobimo nekaj podobnega, a ne enakega fulerenom. Grafen so dobili tako, da so v peč z nanodelci silicijevega dioksida vodili metan pri 1000 °C, ki je razpadel na ogljik, ki se je organiziral v obliko grafena. Postopek je nekoliko podoben peki pokovke. Pri 900 °C grafena skoraj ni bilo, nad 1050 °C pa je rasel tako hitro, da je nastajal klasičen grafit.

Te so potem uporabili za samostojno anodo, hkrati pa so z njimi prevlekli tudi z nikljem bogato katodo. Zaradi višje prevodnosti grafena in boljše gibljivosti elektronov so se tovrstne baterije polnilne petkrat hitreje, ne da bi njihova temperatura narasla čez 60 °C. Kapaciteta baterij (merjeno na volumen) je bila četrtino večja kot pri baterijah brez grafenskih žogic. Ob tem dodajmo, da so za zdaj uspeli doseči 79-odstotno ohranitev kapacitete po 500 ciklov, kar je še nekoliko premalo za komercialno uporabo. Do manjka še vsaj nekaj let.

24 komentarjev

BigWhale ::

Mogoce je pa to kaj v sorodu s tem, da bo Tesla naredila Roadsterja z 200kWh baterijo?

Invictus ::

Tega vsaj še 5 let ne bo v proizvodnji...

Ampak grafen je pa res material stoletja :D.
"Life is hard; it's even harder when you're stupid."

http://goo.gl/2YuS2x

Ghenghiz ::

Grafen - vegeta znanosti materialov.

Magic1 ::

Odvisno je tudi od drugih realnih lasnosti. Marsikaj je že bilo dobro v kontroliranem laboratorjskem okolju. Le ena slabost lahko pokoplje vse skupaj. Upanje ostaja, samo ne upat preveč. Smo imeli take novice 10 let nazaj skoraj vsak teden na Slo-techu pa ni bilo nobene revolucije, zgolj počasna evolucija.
Magic

S4NNY1 ::

Do (česa točno?) manjka še vsaj nekaj let.
The problem is always between the chair and the keyboard.

snow ::

Se pravi pri teh baterijah je problem zivljenska doba in mogoce tudi cena izdelave.
Lahko imamo super baterijo, recimo 2x boljso po vseh karakteristikah, ampak ce je 10x drazja ni najbolj uporabna za splosno uporabo.

Mogoce ima Tesla kaj podobnega/boljsega v igri. Ampak jim ni v interesu, da pisejo o tem znanstvene clanke. Mogoce patente, ampak to je pa ze druga zgodba.
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

WarpedOne ::

Patenti so za tiste, ki stvar niso sposobni dat na trg kot uspešen produkt.

Podobnih napredkov kot je opisan v 'novici' je v laboratorijih na kupe. Zgruntal so, kako lahko neko lastnost xKrat izbojšajo. Zdej morjo samo še zgruntat, kaj vse so s spremembo poslabšal in kako lahko vsa različna poslabšanja bolj zmanjšajo kot zmanjšajo profit.
Končni rezultat je nekaj % več kapacitete letos, pa naslednje leto zopet ipd.
One does not know what one does not know.

VaeVictis ::

Koliko je bedarij v tem videu?

Invictus ::

snow je izjavil:

Mogoce ima Tesla kaj podobnega/boljsega v igri. Ampak jim ni v interesu, da pisejo o tem znanstvene clanke. Mogoce patente, ampak to je pa ze druga zgodba.

Tesla ne dela sam baterij...
"Life is hard; it's even harder when you're stupid."

http://goo.gl/2YuS2x

vostok_1 ::

Sorry guys, ampak kolikoko krat smo že slišali od baterijah, ki bodo revolucionirale svet.
V resnici smo že leta na litiju s par promilno izboljšavo na leto.
There will be chutes!

WarpedOne ::

V resnici smo že leta na litiju s par promilno izboljšavo na leto.

Statistika pravi ~70 promilno izboljšavo na leto zadnjih 20 let.
One does not know what one does not know.

BigWhale ::

V zadnjih 20 letih se je energijska gostota baterij skoraj podvojila.

shintaro ::

vse je napredovalo... samo še baterije mamo iz prazgodovine.

Magic1 ::

BigWhale je izjavil:

V zadnjih 20 letih se je energijska gostota baterij skoraj podvojila.

Kaj nam to pomaga? Mogoče lahko predvidevamo, da se bo trend nadaljeval in bomo imeli čez 20 let 2x višjo gostoto, mogoče pa se bo kmalu ustavilo (kot pri elektronki) in bodo šle izboljšave zgolj drugih lastnostih (življenska doba, varnost, hitrost polnenja,...).
Magic

BigWhale ::

Pri elektroniki se ni nic ustavilo. 25 let nazaj ni noben sanjal o belih LED luceh. 20 let stari procesorji sicer se delajo danes samo so performancno smesni. Napredovalo je ogromno stvari.

TESKAn ::

S2 je imel 1.500 mAh baterijo. S8 ima 3.000 mAh baterijo. V ~7-ih letih.
Uf! Uf! Je rekel Vinetou in se skril za skalo, ki jo je prav v ta namen nosil s seboj.

BigWhale ::

Pri skoraj enaki tezi in prostornini. :)

Magic1 ::

BigWhale je izjavil:

Pri elektroniki se ni nic ustavilo. 25 let nazaj ni noben sanjal o belih LED luceh. 20 let stari procesorji sicer se delajo danes samo so performancno smesni. Napredovalo je ogromno stvari.

Seveda se je ustavilo pri frekvencah, zdaj samo še zmanjšujejo (kar se bo tudi kmalu ustavilo) in zlagajo core skupaj. Hitrost raste večinoma na račun optimizacije uporabe večih corov skupaj.
Včasih si imel po dveh letih jajc od računalnika, danes večina še opazi ne če dela na 10 let starem kompu.
Magic

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Magic1 ()

gus5 ::

Grafen so dobili tako, da so v peč z nanodelci silicijevega dioksida vodili metan pri 1000 °C, ki je razpadel na ogljik, ki se je organiziral v obliko grafena. Postopek je nekoliko podoben peki pokovke. Pri 900 °C grafena skoraj ni bilo, nad 1050 °C pa je rasel tako hitro, da je nastajal klasičen grafit.
Verjetno je najenostavnejši način 'pridelave' grafena (v omembe vredni količini) naslednji: na foliji iz niklja segreješ sojino olje na 800 stopinj C in ogljik, prisoten v olju, formira mono-sloj. 8-)

Zakaj bi sploh mazali anode in katode baterij z grafenom?
Grafen omogoča večjo kapaciteto (super) kondenzatorjev, očitno pa tudi litij-ionskih baterij. Enostavno rečeno: kondenzator je element, sestavljen iz dveh plošč, med katerima je dielektrik (izolator). Ko plošči električno 'nabiješ' – eno negativno drugo pozitivno –, izolator prepreči preboj; kondenzator na ta način med ploščama vzdržuje električni naboj. Večja je površina plošč, večji je shranjeni elektrostatični naboj (ob ohranjeni kapacitivnosti). Mono-sloj grafena ima v primerjavi z drugimi materiali veliko površino, ergo: omogoča hrambo velikih nabojev. Podobno funkcijo grafen vrši pri Li-ionskih baterijah; večja je površina anode in katode, večja je 'amper-sekundna' kapaciteta (ne kapacitivnost) baterije.

BigWhale ::

Magic1 je izjavil:

BigWhale je izjavil:

Pri elektroniki se ni nic ustavilo. 25 let nazaj ni noben sanjal o belih LED luceh. 20 let stari procesorji sicer se delajo danes samo so performancno smesni. Napredovalo je ogromno stvari.

Seveda se je ustavilo pri frekvencah, zdaj samo še zmanjšujejo (kar se bo tudi kmalu ustavilo) in zlagajo core skupaj. Hitrost raste večinoma na račun optimizacije uporabe večih corov skupaj.
Včasih si imel po dveh letih jajc od računalnika, danes večina še opazi ne če dela na 10 let starem kompu.


Frekvenca je zgolj en parameter. To, da se bo precej upocasnilo okrog tega smo pa ze dolgo casa vedeli. Pri vseh high end zadevah pa tudi danes takoj opazis, da nimas vec dovolj zmogljivega racunalnika. Za spreadsheet delo je bilo pa tudi deset let nazaj dovolj, da si imel neko mid-range masino.

korenje3 ::

VaeVictis je izjavil:

Koliko je bedarij v tem videu?



veliko, ker avto ne ve kaj je specifična energija.
Pentium I7 3770k@4,5Ghz; 16GB RAM@2133MHz; ASUS Radeon 6850 1GB;
SSD Kingston hyperX 240GB; 30" HPZR30w monitor;
BeQuiet! E9 580W; http://www.the-nox.com

Izi ::

Ravno danes so priklopili največjo baterijo na svetu, ki jo je izdelalo podjetje Tesla.
Postavljena je v južni Avstraliji.
Baterija ima kapaciteto 129 MWh.


Ni sicer uporabna za prenašati naokoli ;), ampak rekord je vseeno rekord.

To je tista baterija za katero je Elon Musk obljubil, da jo bo dal zastonj, če mu jo ne uspe izdelati prej kot v 100 dneh. Seveda mu je uspelo.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Izi ()

mikhaair ::

Fotki manjka edino še morje panelov. Pa bi bila szuper futu-realistična.

Markoff ::

Izi je izjavil:


To je tista baterija za katero je Elon Musk obljubil, da jo bo dal zastonj, če mu jo ne uspe izdelati prej kot v 100 dneh. Seveda mu je uspelo.

Seveda, ker jo je začel graditi precej pred končnim podpisom pogodbe. Kot, da bi se jaz stavil, da moji ženi v največ 10 mesecih uspe roditi otroka, ona pa je že 2 meseca noseča...
Ad astra per aspera


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Samsung litij-ionske baterije izpopolnjuje z grafenom

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
243442 (612) Markoff
»

Samsung razvil nov tip litij-ionskih baterij (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
5511379 (6691) Jst
»

Odkrit silicijev analog grafena - silicen

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
175158 (3291) noraguta
»

Nobelova nagrada za fiziko 2010

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
145276 (3866) Jst
»

Grafenski tranzistorji obljubljajo 100 GHz

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
447461 (5664) Thomas

Več podobnih tem