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.

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, «В настоящее время мы стремимся предоставить коммерческие прототипы плоских аккумуляторов для тестирования заказчиком через 6 месяцев и коммерческий прототип пакетной упаковки – используемый в мобильных телефонах, ноутбуках и т.д. – для тестирования заказчиками через 18 месяцев. Мы очень рады представить это на рынке. Мы стремимся создать жизнеспособный проект по производству графена и батарейки типа «таблетка» после проверки заказчиком, который мы, вероятно, построим здесь, в Австралии. 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 секунд».

Когда геополитические риски двигают технологии вперёд

Не 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. Зарядка будет занимать ровно столько же времени, что сейчас заправка бензином авто с ДВС, увеличится диапазон пробега, увеличит в 3 раза время службы батарей, и абсолютно исчезнет вопрос переработки аккумуляторов, так как повторная переработка алюминия это элементарный технологический процесс.

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.