Hersteller von Graphen -Infrarotheizungen
Anzahl Durchsuchen:5 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2020-06-24 Herkunft:Powered
Graphen, ein Blatt von Kohlenstoffatomen, die in einem Wabengittermuster zusammengebunden sind, gilt aufgrund seiner unzähligen überraschenden Eigenschaften weithin als \"Wundermaterial\". Es ist ein effizienter Leiter der elektrischen und thermischen Energie, ist extrem leicht inertiert und mit einer großen Oberfläche flexibel. Es gilt auch als umweltfreundlich und nachhaltig mit endlosen Anwendungsmöglichkeiten.
Im Bereich der Batterien können herkömmliche Batterie -Elektrodenmaterialien (und zukünftige Elektrodenmaterialien) bei Verbesserung mit Graphen erheblich verbessert werden. Graphenbatterien sind leicht, langlebig und für eine Energiespeicherung mit hoher Kapazität geeignet und verkürzen die Ladezeit. Es wird die Lebensdauer der Batterie verlängern, die umgekehrt mit der Menge an Kohlenstoff zusammenhängt, die auf dem Material beschichtet oder zu den Elektroden zugesetzt wird, um Leitfähigkeit zu erreichen, während Graphen die Leitfähigkeit ohne die Menge an Kohlenstoff erhöht, die in herkömmlichen Batterien verwendet wird.
Graphen kann die Batterieeigenschaften wie die Energiedichte und Morphologie auf verschiedene Weise verbessern. Lithium-Ionen-Batterien (und andere Arten von wiederaufladbaren Batterien) können morphologisch optimiert und Leistung verbessert werden, indem Graphen in die Batterieanode eingebaut und die elektrische Leitfähigkeit des Materials und die Eigenschaften der großen Oberfläche ausnutzt.
Es wurde auch festgestellt, dass das Erstellen von Hybridmaterialien auch zur Erreichung von Batterieverbesserungen verwendet werden kann. Beispielsweise können Gemische von Vanadiumoxid (VO2) und Graphen in Lithium-Ionen-Kathoden verwendet werden und bieten schnelle Ladung und Entladung sowie große Ladungszyklusdauer. In diesem Fall bietet VO2 eine hohe Energiekapazität, aber eine schlechte Leitfähigkeit, die durch Verwendung von Graphen als strukturelles \"Rückgrat \" zum Verbinden von VO2 gelöst werden kann. Er schafft einen Hybrid, der eine hohe Kapazität und ein hervorragendes Leitfähigkeitsmaterial kombiniert.
Ein weiteres Beispiel ist die LFP-Batterie (Lithium-Eisenphosphat), eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie. Im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien weist es eine niedrigere Energiedichte auf, jedoch eine höhere Leistungsdichte (ein Indikator für die Rate, mit der eine Batterie Energie liefern kann). Durch die Verbesserung der LFP-Kathode mit Graphen kann die Batterie leichter sein, viel schneller aufladen als Lithium-Ionen-Batterien und eine größere Kapazität als herkömmliche LFP-Batterien.
Zusätzlich zur Revolution des Batteriemarktes kann die kombinierte Verwendung von Graphenbatterien und Graphen-Superkondensatoren erstaunliche Ergebnisse erzielen, wie das bekannte Konzept der Steigerung des Reichweite und der Effizienz von Elektrofahrzeugen. Während Graphenbatterien noch keine weit verbreitete Kommerzialisierung erzielt haben, werden weltweit Batteriebrachdurchbrüche gemeldet.
Batterien fungieren als Strombanken und ermöglichen es mit Stromversorgungsgeräten, ohne direkt in eine Auslass eingesteckt zu werden. Während es viele Arten von Batterien gibt, bleibt das grundlegende Konzept, mit dem sie funktionieren, ähnlich: Ein oder mehrere elektrochemische Zellen umwandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie. Batterien bestehen normalerweise aus einem Metall- oder Kunststoffgehäuse, das einen positiven Klemme (Anode), einen negativen Anschluss (Kathode) und einen Elektrolyten enthält, mit dem sich Ionen zwischen ihnen bewegen können. Das Trennzeichen, eine durchlässige Polymermembran, bildet eine Barriere zwischen Anode und Kathode, um Kurzschaltungen zu verhindern, und ermöglicht gleichzeitig den Transport von ionischen Ladungsträgern, die zum Schließen des Stromkreises während des Stroms des Stroms erforderlich sind. Schließlich wird der Kollektor verwendet, um über das angeschlossene Gerät extern zum Akku aufzuladen.
Wenn die Schaltung zwischen den beiden Klemmen abgeschlossen ist, erzeugt die Batterie Strom durch eine Reihe von Reaktionen. Die Anode erfährt einer Oxidationsreaktion, bei der zwei oder mehr Ionen aus dem Elektrolyten mit der Anode zusammenkommen, um Verbindungen zu erzeugen, die Elektronen freisetzen. Gleichzeitig tritt an der Kathode eine Reduktionsreaktion auf, und das Kathodenmaterial kombinieren sich Ionen und freie Elektronen zu Verbindungen. Kurz gesagt, die Anodenreaktion erzeugt Elektronen, während die Kathodenreaktion Elektronen absorbiert und somit Elektrizität erzeugt. Die Batterie erzeugt weiterhin Strom, bis den Elektroden die zur Erzeugung der Reaktion benötigten Substanzen ausgehen.
Während einige Arten von Batterien in der Lage sind, große Mengen an Energie zu speichern, sind sie sehr groß, schwer und füllen langsam Energie frei. Kondensatoren hingegen können schnell aufladen und entlasten, aber viel weniger Energie aufbewahren als Batterien. Die Verwendung von Graphen in diesem Bereich bietet jedoch aufregende neue Möglichkeiten für die Energiespeicherung mit hohen Ladungs- und Entladungsraten und sogar Erschwinglichkeit. Somit verwischt die verbesserte Leistung von Graphen die traditionellen Unterscheidungslinien zwischen Superkondensatoren und Batterien.
Die Batterien sind in zwei Haupttypen unterteilt: Primärbatterien und Sekundärbatterien. Nachdem einmal eine primäre Batterie (Einweg) verwendet wurde, kann sie nicht verwendet werden, da das darin im Laden irreversibel geändert wird. Häufige Beispiele sind Zink-Kohlenstoffbatterien und alkalische Batterien, die in Spielzeug, Taschenlampen und einer Vielzahl von tragbaren Geräten verwendet werden. Sekundärbatterien (wiederaufladbar), die mehrmals entlassen und aufgeladen werden können, da die ursprüngliche Zusammensetzung der Elektroden die Funktion wiederherstellt. Beispiele sind Blei-Säure-Batterien für Fahrzeuge und Lithium-Ionen-Batterien für tragbare Elektronik.
Batterien sind in allen Formen und Größen erhältlich und werden für unzählige unterschiedliche Zwecke verwendet. Verschiedene Arten von Batterien zeigen unterschiedliche Vor- und Nachteile. Nickel-Cadmium (NICD) -Batterien haben eine relativ geringe Energiedichte und werden dort verwendet, wenn lange Lebensdauer, hohe Entladungsraten und wirtschaftlicher Preis von entscheidender Bedeutung sind. Sie können unter anderem in Videokameras und Elektrowerkzeugen gefunden werden. Nickel-Cadmium-Batterien enthalten giftige Metalle und sind nicht umweltfreundlich. NIMH -Batterien haben eine höhere Energiedichte als NICD -Batterien, haben jedoch eine kürzere Lebensdauer. Anwendungen umfassen Mobiltelefone und Laptops. Blei -Säure -Batterien sind schwer und spielen eine wichtige Rolle bei Hochleistungsanwendungen, bei denen das Gewicht nicht das Wesen, sondern den wirtschaftlichen Preis ist. Sie sind häufig bei Verwendungsmöglichkeiten wie Krankenhausausrüstung und Notfallbeleuchtung.
Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen) werden verwendet, wenn hohe Energie und minimales Gewicht wichtig sind, die Technologie jedoch zerbrechlich ist und Schutzschaltungen benötigt, um die Sicherheit zu gewährleisten. Anwendungen umfassen Mobiltelefone und verschiedene Computer. Lithium-Ionen-Polymer-Batterien (Li-Ionen-Polymer) werden hauptsächlich in Mobiltelefonen gefunden. Sie sind leicht und schlanker als Lithium-Ionen-Batterien. Sie sind auch im Allgemeinen sicherer und halten länger. Sie scheinen jedoch seltener zu sein, da Lithium-Ionen-Batterien billiger hergestellt werden und eine höhere Energiedichte aufweisen.
Batterien auf Basis von Graphen haben ein aufregendes Potenzial, und obwohl sie noch nicht vollständig kommerzialisiert sind, ist F & E intensiv und verspricht, in Zukunft Früchte zu tragen. Unternehmen auf der ganzen Welt (einschließlich Samsung, Huawei usw.) entwickeln verschiedene Arten von Batterien mit Graphen, von denen einige in den Markt kommen. Hauptsächlich in Elektrofahrzeugen und mobilen Geräten.
Einige Batterien verwenden Graphen periphere Weise - nicht die Batteriechemie. Beispielsweise führte Huawei im Jahr 2016 eine neue Graphen-verstärkte Lithium-Ionen-Batterie ein, die Graphen verwendet, um die Funktion bei höheren Temperaturen (60 Grad anstelle der vorhandenen 50-Grad-Grenze) aufrechtzuerhalten, und bietet doppelte Arbeitszeiten. Die Batterie verwendet Graphen, um eine bessere Wärmeableitung zu erhalten - sie reduziert die Betriebstemperatur der Batterie um 5 Grad.