Een combinatie van twee gewone materialen - grafiet en water - zou energieopslagsystemen kunnen opleveren die vergelijkbaar zijn met lithium-ionbatterijen, maar laadt binnen enkele seconden op en heeft een bijna onbeperkte levensduur.

Dr. Dan Li, van de Monash University Department of Materials Engineering, en zijn onderzoeksteam hebben gewerkt met een materiaal genaamd grafeen, die de basis zouden kunnen vormen voor de volgende generatie ultrasnelle energieopslagsystemen.

“Als we dit materiaal eenmaal goed kunnen manipuleren, je iPhone, bijvoorbeeld, kan in een paar seconden worden opgeladen, of mogelijk sneller.” zei Dr. Li.

Grafeen is het resultaat van het afbreken van grafiet, een goedkope, gemakkelijk verkrijgbaar materiaal dat gewoonlijk in potloden wordt gebruikt, in lagen van één atoom dik. In deze vorm, het heeft opmerkelijke eigenschappen.

Grafeen is sterk, chemisch stabiel, een uitstekende geleider van elektriciteit en, belangrijk, heeft een extreem hoog oppervlak.

Dr. Li zei dat deze eigenschappen grafeen zeer geschikt maken voor toepassingen voor energieopslag.

“De reden dat grafeen niet overal wordt gebruikt, is dat deze zeer dunne platen, wanneer gestapeld in een bruikbare macrostructuur, onmiddellijk samenbinden, grafiet hervormen. Wanneer grafeen zich opnieuw opstapelt, het grootste deel van het oppervlak gaat verloren en het gedraagt ​​zich niet meer als grafeen.”

Nutsvoorzieningen, Dr. Li en zijn team hebben de sleutel ontdekt om de opmerkelijke eigenschappen van afzonderlijke grafeenplaten te behouden:water. Grafeen vochtig houden - in gelvorm - zorgt voor afstotende krachten tussen de vellen en voorkomt opnieuw stapelen, waardoor het klaar is voor toepassing in de echte wereld.

“De techniek is heel eenvoudig en makkelijk op te schalen. Toen we het ontdekten, we dachten dat het ongelooflijk was. We nemen twee basis, goedkope materialen – water en grafiet – en het maken van dit nieuwe nanomateriaal met verbazingwekkende eigenschappen, ” zei Dr. Li.

Bij gebruik in energie-apparaten, grafeengel presteert aanzienlijk beter dan de huidige op koolstof gebaseerde technologie, zowel in termen van de hoeveelheid opgeslagen lading als hoe snel de ladingen kunnen worden afgeleverd.

Dr. Li zei dat de voordelen van de ontwikkeling van deze nieuwe nanotechnologie verder gaan dan de consumentenelektronica.

“Hoge snelheid, betrouwbare en kosteneffectieve energieopslagsystemen zijn van cruciaal belang voor de toekomstige levensvatbaarheid van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. Deze systemen zijn ook de sleutel tot grootschalige adoptie van elektrische voertuigen.

“Grafeengel is ook veelbelovend voor gebruik in waterzuiveringsmembranen, biomedische apparaten en sensoren.”