ग्राफीन बैटरी क्या हैं

शायद बहुत निकट भविष्य में, लिथियम-आयन बैटरी का आधिपत्य समाप्त हो जाएगा, क्योंकि दृश्य - ग्राफीन में एक नई प्रकार की बैटरी प्रवेश कर रही है। तो आइए ग्राफीन बैटरी पर एक नज़र डालें, और जानें कि उनके पास क्या गुण हैं और वे इतने अच्छे क्यों हैं।

ग्रैफीन क्या है

पहले, चलो ग्रेफीन जैसी सामग्री के बारे में कुछ शब्द कहते हैं। यह सामग्री रूसी वैज्ञानिकों द्वारा 2004 में कृत्रिम रूप से वापस प्राप्त की गई थी और यह कार्बन परमाणुओं से बनी एक फिल्म जैसी संरचना है।

सीधे शब्दों में कहें, ग्रेफीन ग्रेफाइट का विमान है, जो सामग्री की सामान्य संरचना से अलग होता है। इस मामले में, परमाणुओं को व्यवस्थित किया जाता है, ताकि एक हेक्सागोनल क्रिस्टल जाली का निर्माण हो।

इस मामले में, गठित पदार्थ इतना घना है कि इसमें कठोरता की एक बढ़ी हुई डिग्री और थर्मल चालकता का एक बड़ा हिस्सा है।

इस मामले में, इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से फिल्म की संरचना पर आगे बढ़ सकते हैं, जो सेमीकंडक्टर सर्किट में एक नई सामग्री की शुरूआत के लिए व्यापक संभावनाएं खोलता है।

ग्राफीन और बैटरी

पहला क्षेत्र जहां ग्रेफीन का उपयोग करने का निर्णय लिया गया था वह कार बैटरी के उत्पादन में है।

पहले प्रयोगों में, ग्राफीन को लिथियम के साथ जोड़ा गया था, लेकिन जैसा कि अभ्यास से पता चला है, यह गलत निर्णय था। ऐसा इसलिए है क्योंकि लिथियम एक अत्यंत आक्रामक पदार्थ है, और लिथियम पानी के संपर्क में आने पर फट जाता है।

इसलिए, उन्होंने इलेक्ट्रिक वाहनों पर बैटरी के ऐसे संशोधनों को स्थापित करने से इनकार कर दिया, क्योंकि दुर्घटना और बैटरी को नुकसान होने की स्थिति में, आग की बहुत अधिक संभावना थी।

इसके अलावा, ऐसी बैटरी के उत्पादन के लिए, बड़ी मात्रा में लिथियम की आवश्यकता थी, और यह एक महंगी धातु है।

इसलिए, लिथियम के विकल्प की तलाश करने का निर्णय लिया गया, और दो विकल्प एक ही बार में मिले:

1. अमेरिकी मॉडल। उनके अनुसार, प्रतिक्रिया का स्रोत पहले से ही कोबाल्ट-लिथियम और सिलिकॉन और ग्राफीन प्लेटों का एक मिश्रित कैथोड है।

2. रूसी मॉडल। जहां मैग्नीशियम-ग्राफीन संशोधन का उपयोग किया जाता है, जहां लिथियम नमक एनोड को मैग्नीशियम ऑक्साइड (बहुत अधिक व्यापक और सस्ता पदार्थ) के साथ सफलतापूर्वक बदल दिया गया है।

लेकिन अलग-अलग तरीकों के बावजूद, ग्राफीन बैटरी के फायदे और नुकसान समान हैं।

ग्राफीन बैटरी के पेशेवरों और विपक्ष

यदि हम शास्त्रीय लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना ग्राफीन से करते हैं, तो बाद वाले निम्नलिखित फायदों से संपन्न होते हैं:

- आसानी से उपलब्ध और सस्ते कच्चे माल से ग्राफीन का उत्पादन किया जाता है।

- उत्पादित सामग्री बहुत हल्की होती है। तो ग्राफीन का एक वर्ग मीटर का वजन केवल 1 ग्राम है, और यह आपको बैटरी के द्रव्यमान को कम करने की अनुमति देता है।

- पर्यावरणविद अच्छी तरह से सो सकते हैं क्योंकि ग्राफीन पर्यावरण के अनुकूल है।

- ग्राफीन ने ताकत और पानी प्रतिरोध बढ़ा दिया है।

- क्षतिग्रस्त सतह क्षेत्रों को आसानी से बहाल किया जाता है।

- ग्राफीन की चालकता किसी भी अन्य कंडक्टर (निश्चित रूप से, इस समय) की तुलना में काफी अधिक है।

- विशिष्ट क्षमता में वृद्धि। उदाहरण के लिए, एक ग्राफीन बैटरी वाली कार एक बार चार्ज करने पर 1,000 किलोमीटर तक चलने में सक्षम है। किलोमीटर।

- बार-बार डिस्चार्ज-चार्ज चक्रों के कारण ग्राफीन बैटरी की क्षमता कम नहीं होती है।

- फुल चार्जिंग का समय केवल 8 मिनट है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, फायदे सिर्फ एक वैगन और एक छोटी गाड़ी है, लेकिन इसके नुकसान भी हैं:

- ग्राफीन में घनत्व कम होता है, इसलिए इसके उपयोग में अभी भी महत्वपूर्ण सीमाएं हैं। उदाहरण के लिए, एक ग्राफीन बैटरी वाला सेल फोन भारी होगा।

एक ग्राफीन बैटरी कैसे काम करती है

वास्तव में, एक ग्रेफीन बैटरी की संरचना एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट के साथ लिथियम आयन बैटरी की संरचना से बहुत अलग नहीं है। केवल एक चीज यह है कि ग्रेफीन के मामले में, कैथोड कोयला कोक से बना है, इस तथ्य के कारण कि इसका रासायनिक। रचना शुद्ध कार्बन के करीब है, और ग्रेफाइट को ग्रेफीन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

बैटरी की क्षमता को बढ़ाने के लिए, इंजीनियरों ने ग्राफीन परतों के बीच सिलिकॉन वर्गों को जोड़ा। और चार्जिंग दर को बढ़ाने के लिए, छोटे छेद 15-20 नैनोमीटर व्यास में ग्राफीन प्लेटों में बनाए गए थे।

यह सब है, अन्यथा यह एक नियमित बैटरी है।

निष्कर्ष

एक शक के बिना, ग्राफीन बैटरी अभी भी अपने आला और काफी संभवतः पूरी तरह से लिथियम आयन बैटरी को अपने कुरसी से धक्का देगी, लेकिन जब तक वे व्यापक बाजार में प्रवेश नहीं करते, तब तक इसके बारे में बात करना जल्दबाजी होगी। खैर, अगर आपको लेख पसंद आया है, तो अपने अंगूठे ऊपर रखें और सदस्यता लें। और भी अधिक रोचक और उपयोगी आप पा सकते हैं मेरी साइट परजहाँ लेख थोड़े समय पहले प्रकाशित होते हैं।