Технология 3D печати и графен
Стремительное развитие технических приспособлений и беспроводных технологий сделало ёмкость аккумуляторов бытовых электроприборов вопросом первостепенной важности. Возможность побольше оставаться в сети, не обременяя себя привязанностью к определенному месту, вынуждает людей выбирать устройства с более мощными и надежными элементами питания. Уже никого не интересуют смартфоны, заряда аккумулятора которых хватит, в лучшем случае, на день. В связи с этим мир пришёл к определённой проблеме: существующее поколение литий-ионных батарей уже не в состоянии с справиться с растущими потребностями потребителей. К их недостаткам относится, в частности, длительность сохранения заряда и время, необходимое для подзарядки. Казалось бы, производители аккумуляторов уже не смогут сделать их лучше, но технология 3D печати подарила новое решение этой злободневной проблеме.
Выйти из такой неприятной ситуации поможет методика аддитивного производства, а также большие успехи исследователей в сфере изучения свойств графена. Всем известно о блестящих перспективах графена в области изготовления электроники, и новое достижение учёных лишь подтверждает ожидания. Исследователи из Технологического университета Суинберна в Мельбурне, Австралия, разработали новый аккумулятор, распечатанный на 3D принтере из графена. Его ключевые особенности звучат как выдумка: батарейка обладает большой ёмкостью, заряжается за считанные секунды и имеет неограниченный срок эксплуатации.
Как применяется технология 3D печати
Фактически, данный аккумулятор способен решить проблему, чрезвычайно остро вставшую после выхода нашумевшей игры Pokemon Go, очень сильно истощающей заряд смартфонов. Причём загвоздка заключается не в приложении, а в литий-ионных батареях, способных содержать лишь крайне ограниченный заряд. Помимо небольшой ёмкости, на подзарядку типичных аккумуляторов уходит, в среднем, несколько часов, а регулярное их использование приводит к снижению продуктивности и уменьшению срока службы. Вы и сами наверняка прекрасно знакомы с тем, как сокращается “длительность жизни” смартфонов после одного-двух лет эксплуатации. Это, в свою очередь, ведёт к серьёзным экологическим проблемам, поскольку утилизация литий-ионных батарей обходится весьма недешево.
Однако графен сможет в корне изменить сложившуюся ситуацию. Лёгкий, гибкий, чрезвычайно прочный материал является прекрасным проводником тепла и электричества. Его теоретическое существование обсуждалось в течении нескольких десятилетий, но впервые графен был добыт лишь в 2004 году, после чего не прекращаются споры о его возможных применениях. Не так давно исследователи в области 3D технологий обратили внимание на этот исключительный материал и приступили к экспериментам относительно использования графена в 3D печати. Результаты их трудов действительно впечатляют, но в большинстве случаев они пока далеки от массового применения, чего не скажешь о последней разработке учёных.
Графеновые аккумуляторы и технология 3D печати
Их аккумулятор, или, если говорить техническими терминами, суперконденсатор, выдаёт просто невероятные показатели эффективности. Он состоит из нескольких листов графена, обеспечивающих большую площадь для хранения энергии. Восполнение заряда происходит за считанные секунды, а постоянные потери и восполнения энергии никак не повлияют на качество батареи. По сути, этот аккумулятор можно назвать “вечным”, что является действительно уникальным свойством. Однако на этом список его преимуществ не заканчивается. Вероятно, основным положительным моментом батареи стоит назвать её доступность. Вообще, любые технологии с наличием графена являются слишком дорогими по причине сложности получения материала.
Но, благодаря технологии 3D печати, издержки на производство значительно снижаются, при том, что срок службы указанных аккумуляторов дополнительно способствует сокращению общих затрат. Таким образом, применение 3D принтера подарит возможность запустить крупномасштабное производства батарей из графена. Примечателен также тот факт, что 3D-печатные графеновые структуры являются очень гибкими и прочными, благодаря чему они могут быть использованы для разработки универсальных тонких аккумуляторов. Такие батареи в перспективе можно встроить в одежду и прочие личные принадлежности. Если объединить этот факт с невероятным сроком эксплуатации данных аккумуляторов и их влиянием на окружающую среду, очевидно одно: 3D-печатные графеновые суперконденсаторы открывают новую эру в мире компактных батарей.
