Распространение электрических автомобилей происходит довольно медленно. Основная причина этому дороговизна и проблема ограниченного запаса хода – при этом эти проблемы напрямую связаны. Литий-ионные батареи, используемые в большинстве современных электромобилей слишком дорогие, их емкости не хватает на достаточно долгий ход, а зарядка занимает много времени.

Ученые из Института науки и технологий Южной Кореи разработали новую технологию, которая призвана решить эти проблемы, обнаружив еще одно полезное применение графена.

Графен это двумерная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, соединенных посредством специальных химических связей в гексагональную двумерную кристаллическую решетку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделенную от объемного кристалла. Графен обладает большой механической жесткостью и рекордно большой теплопроводностью. Высокая подвижность носителей заряда - максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах.

В основе разработанной технологии лежит суперконденсатор, а не батарея, хотя оба устройства используются для хранения энергии. Суперконденсатор накапливает энергию на поверхности материалов в виде статического электричества. Благодаря тонкости графена (всего один атом) позволяет покрыть им огромную площадь, используя ничтожное количество данного материала. Так, один грамм графена может покрыть площадь, равную 2,675 квадратного метра.

Теоретически графеновые суперконденсаторы могут быть использованы для хранения гораздо большего количества энергии на килограмм по сравнению с литий-ионными батареями. Ученым удалось произвести достаточное количество материала для использования в суперконденсаторе. Сначала они получили оксид графита, затем нагрели его, чтобы разделить на графеновые листы. После удаления лишнего кислорода графеновые листы были встроены в суперконденсатор.

Полученное устройство показало способность заряжаться менее чем за четыре минуты. В дальнейшем исследователи надеются разработать улучшенную версию суперконденсатора, которая превзойдет литий-ионные батареи по емкости. Следующим этапом станет масштабирование и коммерциализация технологии.