A medida que crece la población mundial, la demanda de producción y almacenamiento de energía continúa aumentando. El grafeno y los materiales relacionados (GRMS), con su alta superficie, la gran conductividad eléctrica, las propiedades livianas, la estabilidad química y la alta flexibilidad mecánica, juegan un papel clave en la satisfacción de esta demanda en la producción y almacenamiento de energía.
Una de las áreas de investigación que se está estudiando es el almacenamiento de energía. Si bien todas las áreas de electrónica se han desarrollado a un ritmo muy rápido en las últimas décadas (refiriéndose a la ley de Moore, el número de transistores utilizados en circuitos electrónicos se duplica cada 2 años), el problema siempre ha sido que almacene energía sin usar en baterías y condensadores. El desarrollo de estas soluciones de almacenamiento de energía ha sido mucho más lento. El problema es este: una batería puede almacenar mucha energía, pero puede llevar mucho tiempo cargarse, los condensadores, por otro lado, pueden cargar rápidamente, pero no pueden almacenar tanta energía (relativamente hablando). La solución es desarrollar componentes de almacenamiento de energía, como supercondensadores o baterías, que pueden proporcionar ambas propiedades positivas sin compromiso.
Actualmente, los científicos están trabajando para mejorar las capacidades de las baterías de iones de litio (mediante el uso de grafeno como ánodo) para proporcionar una mayor capacidad de almacenamiento, una mejor vida útil y una tasa de carga. Además, se está investigando y desarrollando grafeno para su uso en la fabricación de supercondensadores que pueden cargarse muy rápidamente, al tiempo que pueden almacenar grandes cantidades de electricidad. Se pueden desarrollar micro-supercapacitores basados en grafeno para aplicaciones de baja energía, como teléfonos inteligentes y dispositivos de computación portátiles, y pueden comercializarse dentro de los próximos 5-10 años. Las baterías de iones de litio mejoradas por grafeno podrían usarse en aplicaciones de mayor energía que requieren energía, como vehículos eléctricos, o podrían usarse en teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tabletas como las baterías de iones de litio actuales, pero a un tamaño y peso mucho más bajos.
1. baterías de grafeno
Las baterías de iones de litio mejoradas por grafeno muestran propiedades increíbles como una vida más larga, una capacidad más alta, un tiempo de carga más rápido y flexibilidad y portabilidad, por lo que se puede usar en electrónica portátil.
Las baterías de grafeno son una tecnología emergente que puede aumentar la densidad del electrodo, acelerar los tiempos del ciclo y tener la capacidad de mantener una carga por más tiempo, aumentando así la duración de la batería. Las baterías de grafito son maduras y vienen en muchas formas. Se ha demostrado que las baterías de grafeno tienen capacidades promedio más altas que las baterías de iones de litio, incluso en tamaños más pequeños. Las baterías de iones de litio pueden almacenar hasta 180 ° por kilogramo, mientras que el grafeno puede almacenar hasta 1,000wh por kilogramo, lo que lo convierte en un almacenamiento de energía más eficiente en el espacio.
2. Grafeno en células solares
La idea de desarrollar células solares más ligeras, más flexibles y transparentes ha existido durante algún tiempo, pero es el problema encontrar materiales con todas las propiedades y la capacidad de transportar corriente. El óxido de estaño de indio se usa porque es transparente, pero no es flexible, por lo que la celda debe permanecer rígida.
En 2017, los investigadores del MIT aplicaron con éxito el grafeno a las células solares. Cuando compararon la célula solar de grafeno con otras células hechas de aluminio y óxido de estaño de indio, descubrieron que era tan bueno como la célula ITO, pero ligeramente peor que la célula AL en términos de densidad de corriente y eficiencia de conversión de energía. Sin embargo, se espera que el rendimiento de las células transparentes sea más bajo que el de las células opacas a base de aluminio.
Aunque no hay avance en el rendimiento eléctrico, se ha desarrollado una celda solar flexible y transparente que se puede montar en cualquier superficie (automóviles, ropa, papel y teléfonos móviles, etc.). Además, otros científicos están tratando de descubrir si las células solares de grafeno pueden generar energía a partir de gotas de lluvia, lo que en teoría parece posible.
A medida que nuestra dependencia de la energía renovable se vuelve más evidente, la necesidad de células solares de alta eficiencia se vuelve aún más importante, especialmente cuando son una de las formas más fáciles y baratas de generar energía limpia. En términos generales, las células solares no son muy eficientes. Sin embargo, los avances recientes en las células solares basadas en grafeno han visto una reducción del 20% en la reflectividad de la luz solar, que ofrece ganancias potenciales de eficiencia de hasta un 20%. Actualmente se están estudiando muchas células solares basadas en grafeno diferentes.
3. Grafeno en termoeléctrico
El efecto Seebeck se define como el efecto termoeléctrico que ocurre cuando el calor se aplica a uno de los dos conductores eléctricos diferentes (o semiconductores) para mover electrones desde la parte caliente a la parte más fría y generar electricidad. Sin embargo, la energía producida por este método es muy pequeña, generalmente cuantificada en microvoltios. Aún así, la creencia de que podría usarse para beneficiarse del calor generado por el motor en realidad se desperdicia. El grafeno se puede usar para aumentar el efecto Seebeck producido por el titanato de estroncio por un factor de casi 5.
4. Grafeno en centrales nucleares
El agua pesada, que se utiliza para enfriar reactores en las centrales nucleares, no solo es costosa de producir, sino que también emite un millón de toneladas de dióxido de carbono durante su producción. Investigadores de la Universidad de Manchester han descubierto que existe una forma más ecológica y menos costosa de producir agua pesada: las membranas de grafeno. Esta innovación es tan importante que pronto se introducirá en la industria nuclear, aunque la industria generalmente es escéptica de las nuevas tecnologías. El grafeno tiene usos muy importantes en las centrales nucleares. Las partículas de óxido de grafeno se disuelven fácilmente en el agua, absorben material radiactivo como una esponja y forman grupos.
Descripción general de la aplicación
Elemento de calentamiento no silicón/Sin fugas de aceite de silicona: el producto no usa material de silicona, lo que resuelve completamente los problemas de la volatilización de siloxano y la fuga de aceite de silicona de los elementos de calentamiento de silicona tradicionales.
Resistencia a la corrosión / alta resistencia a la temperatura: tiene un buen aislamiento, una resistencia fuerte de ácido y álcali, puede soportar una temperatura alta de 300 ° C durante mucho tiempo y es adecuado para varios ambientes hostiles.
Ventaja de costos: tiene una ventaja de costo sobre los calentadores de batería tradicionales.
Ventaja de rendimiento
Altas propiedades mecánicas; Resistencia de alta temperatura, resistencia a la temperatura a largo plazo 260 ℃, a corto plazo 500 ℃. Antiestático permanente, 350 ℃, 300 minutos antiestático sin cambios. Excelente conductividad térmica, conductividad térmica por encima de 0.24W/m.k. Excelente estabilidad dimensional a alta temperatura, tasa de contracción ≤0.3% a 250 ℃, 30 minutos. Retardante de llama segura, autoextinguidor, protección ambiental sin halógenos y superficie mate.
Su fabricante de calentadores infrarrojos de grafeno confiables en China, material nuevo de grafeno, incluido el elemento de calefacción de grafeno, la película de calefacción, la película de enfriamiento, etc. Nuestros productos de grafeno se usan ampliamente en atención médica, energía, hogar, placa de calefacción, tuberías de calefacción y más industrias.
