Samsung litij-ionske baterije izpopolnjuje z grafenom

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.