Az okostelefonok akkumulátortechnológiája manapság már elég jó. De ha van valami, amivel a kütyürajongók sosem tudnak betelni, az a jobb akkumulátor-üzemidő ígérete. Hát nem lenne nagyszerű, ha a készülékeink két-három teljes napig bírnák az intenzív használatot egyetlen feltöltéssel? Vagy akár egy egész hétig? A grafén akkumulátorokkal ez talán nem is olyan vágyálom.
Vásárlási útmutató: The Best Powerbanks you can buy
A grafén akkumulátorok egyelőre még nem táplálják az okostelefonokat és más kütyüket, de a technológia fejlődik. A jövőben a grafén lehet az az anyag, amely kiváltja a lítium-ion akkumulátorokat, amelyekre a technológiai ipar évtizedek óta annyira támaszkodik.
A grafénről már többször írtunk itt az Android Authority-nél. Úgy tűnik, ez egyike azoknak a technológiáknak, amelyek rengeteg ígéretet hordoznak, de örökké csak a sarkon túl vannak. Bár még messze vagyunk a graféntechnológiák, köztük az akkumulátorok kereskedelmi forgalomba hozatalától, mégis érdemes szem előtt tartani.
Itt van minden, amit a grafén akkumulátorokról tudni kell.
Mi az a grafén akkumulátor?
Mielőtt belemerülnénk a grafén akkumulátorba, érdemes gyorsan összefoglalni, mi is az a grafén, és hogyan működik.
Röviden: a grafén szénatomok szorosan összekapcsolt, hatszögletű vagy méhsejt-szerű szerkezetű összetétele. A grafént az teszi egyedivé, hogy ez a szerkezet csak egy atomréteg vastagságú, ami lényegében kétdimenzióssá teszi a grafénlapot. Ez a 2D szerkezet nagyon érdekes tulajdonságokat eredményez, többek között kiváló elektromos és hővezető képességet, nagy rugalmasságot, nagy szilárdságot és alacsony súlyt. Ami minket különösen érdekel, az az elektromos és hővezető képessége, amely valójában jobb, mint a réz – a legjobban vezető fémelem.
A szuperkondenzátorok sokkal hosszabb élettartamú és szinte azonnal töltődő akkumulátorokat tesznek lehetővé
Az akkumulátorok esetében a grafén képességeit többféleképpen is ki lehet használni. A grafén ideális felhasználási módja akkumulátorként a “szuperkondenzátor”. A szuperkondenzátorok ugyanúgy tárolják az áramot, mint a hagyományos akkumulátorok, de hihetetlenül gyorsan tudnak töltődni és kisülni.
A grafénnel kapcsolatos megoldatlan trükk az, hogy hogyan lehet gazdaságosan, tömegesen gyártani a szupervékony lapokat az akkumulátorokban és más technológiákban való felhasználásra. A gyártási költségek jelenleg megfizethetetlenül magasak, de a kutatások segítenek abban, hogy a grafén akkumulátorok valósággá váljanak.
Még 2017-ben a Samsung áttörést jelentett be a “grafénlabdával”. Bár azóta nem hallottunk semmi másról. Nemrég derült ki, hogy állítólag a Telsa is érdeklődik a technológia iránt az autóipari akkumulátorok számára.
Grafén vs. lítium-ion
A lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokhoz hasonlóan a graféncellák is két, porózus anyaggal bevont vezető lemezt használnak, amelyeket elektrolitoldatba merítenek. De bár belső felépítésük meglehetősen hasonló, a két akkumulátor eltérő tulajdonságokkal rendelkezik.
A grafén nagyobb elektromos vezetőképességgel rendelkezik, mint a lítiumionos akkumulátorok. Ez gyorsabban tölthető cellákat tesz lehetővé, amelyek nagyon nagy áramok leadására is képesek. Ez különösen hasznos például az autóakkumulátoroknál vagy a gyors eszköz-eszköz töltésnél. A nagy hővezető képesség azt is jelenti, hogy az akkumulátorok hűvösebbek, ami meghosszabbítja az élettartamukat még olyan szűk helyeken is, mint például egy okostelefon.
A grafén akkumulátorok könnyebbek és vékonyabbak is, mint a mai lítium-ion cellák. Ez kisebb, vékonyabb készülékeket vagy nagyobb kapacitást jelent anélkül, hogy extra helyet igényelnének. Nem csak ez, de a grafén sokkal nagyobb kapacitásokat is lehetővé tesz. A lítium-ion akár 180Wh energiát is tárolhat kilogrammonként, míg a grafén akár 1000Wh-t is képes tárolni kilogrammonként.
Végül a grafén biztonságosabb. Bár a lítium-ion akkumulátorok biztonsági adatai nagyon jók, volt néhány súlyos incidens, amely hibás termékekkel járt. A túlmelegedés, a túltöltés és a kilyukadás olyan elszabadult kémiai egyensúlyhiányt okozhat a li-ion akkumulátorokban, amely tüzet okozhat. A grafén sokkal stabilabb, rugalmasabb és erősebb, és ellenállóbb az ilyen problémákkal szemben.
Nem kell azonban egyiket vagy a másikat választani. A Li-ion akkumulátorok használhatják a grafént a katódvezető teljesítményének fokozására. Ezeket grafén-fém-oxid hibrideknek nevezik. A hibrid akkumulátorok kisebb súlyt, gyorsabb töltési időt, nagyobb tárolókapacitást és hosszabb élettartamot eredményeznek, mint a mai akkumulátorok. Az első fogyasztói minőségű grafén akkumulátorok valószínűleg hibridek lesznek.
Mit jelentenek a grafén akkumulátorok az okostelefonok számára
A grafén energiacellákat tartalmazó jövőbeli okostelefonok a fent vázolt előnyökkel rendelkeznének. A készülékek még gyorsabban töltődnének (nézze meg az eredményeket, amikor egy grafén powerbankot teszteltünk a cikk tetején található videóban), az akkumulátor élettartama könnyedén kitartana egy-két napig, ha nem tovább, és a készülékek vékonyabbak és könnyebbek lennének.
A grafénre való áttérés 60%-os vagy nagyobb kapacitást kínálhatna az azonos méretű lítium-ion akkumulátorhoz képest. A jobb hőelvezetéssel kombinálva a hűvösebb akkumulátorok meghosszabbítják a készülékek élettartamát is. Nem kell majd néhány év múlva drága akkumulátorcserére költenie, hogy régi készülékei továbbra is kiválóan működjenek.
Ne hagyja ki! Hogyan lehet meghosszabbítani az Android telefonok akkumulátorának élettartamát
A grafén akkumulátorok lehetővé tennék, hogy az okostelefonok vékonyabbak legyenek, vagy nagyobb akkumulátorkapacitást kínáljanak a jelenlegi arányok megtartása mellett. Érdekes következményekkel jár a készülékről készülékre történő gyors töltés is. A nagyon nagy áramerősséget és villámgyors töltési és kisütési időt támogató akkumulátorokkal a készülékek szupergyorsan tölthetnék egymást.
A grafén akkumulátor-technológia ugyan még néhány évre van, de a jövő okostelefonjai, kütyüi, elektromos járművei és még sok minden más számára is izgalmas kilátást jelent. Érdemes rajta tartani a szemünket.