First Graphene: Fortschritte mit Graphen basiertem Superkondensator

Zurzeit sind Lithiumionenbatterien der Standard für Energiespeicherung, doch sie sind nicht unproblematisch. Zum einen gibt es immer wieder Berichte, dass solche Batterien Feuer gefangen haben, zudem ist ihre Entsorgung schwierig / umweltschädlich. Zahlreiche Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind deshalb auf der Suche nach sichereren, verlässlicheren und längerlebigen Batterien, die andere Materialien verwenden. Und dazu gehört auch Graphen.

Auf diesem Weg hat First Graphene über eine Kooperation mit der Swinburne University of Technology (SUT) bereits große Fortschritte gemacht. Man forscht an so genannten Superkondensatoren auf Graphenbasis, die nach Ansicht des Unternehmens über das Potenzial verfügen, die Art wie wir zukünftig Energie speichern, zu revolutionieren, insbesondere bei tragbaren und Verbraucherprodukten.

First Graphene und die SUT entwickeln die so genannte BEST™ Battery und es deutet sich bereits an, dass dieser Energiespeicher nur einen Bruchteil der Ladezeit herkömmlicher Batterien benötigt sowie über eine wesentlich längere Lebensdauer verfügt – mindestens die 10fache von Lithiumionenbatterien. Zudem wäre eine solche BEST Battery erheblich sicherer und umweltfreundlicher. All diese Verbesserungen beruhen darauf, dass man hier auf physikalische und nicht chemische Reaktionen setzt – und auf den bemerkenswerten Eigenschaften von Graphen.

Eine interessante Tabelle zu den wichtigsten Eigenschaften der BEST Battery im Vergleich zu Lithiumionenbatterien und bereits im Markt vorhandenen Superkondensatoren findet sich in der Pressemitteilung des Unternehmens https://www.asx.com.au/asxpdf/20180220/pdf/43rr367vqcnp2b.pdf. Besonders bemerkenswert ist dabei die erwartete 10fache Steigerung der Energiedichte der BEST Battery im Vergleich zu derzeit verfügbaren anderen Superkondensatoren und die wesentlich geringeren Kosten pro Kilowattstunde. Diese Eigenschaften, so First Graphen, werden große, kommerzielle Vorteile darstellen!

Aus Sicherheits- und Wettbewerbsgründen hält das Unternehmen die Details des Entwurfs und der Konstruktion der BEST Battery geheim, es ist aber bekannt, dass der Herstellungsprozess unter anderem den Einsatz von Lasern beinhaltet, um Nanoporen in Graphen basierten Materialien zu erzeugen, die eine Energiedichte erreichen, die mehr als zehnmal so groß ist wie die zuvor existierender Technologien.

First Graphene und SUT haben die Arbeit an der Verbesserung zahlreicher Aspekte der Ausgestaltung aufgenommen, um die Konfiguration der Batterie zu verbessern, sodass schlussendlich ein Produkt entwickelt werden kann, dass für die Massenproduktion geeignet ist.

Gleichzeitig wird die Methode der Herstellung der Batterie fortlaufenden Experimenten unterzogen, um die Effektivität und Effizienz der verwendeten Materialien und Prozesse zu verbessern. Und darüber hinaus konnte First Graphene mitteilen, dass man eine Pilot-Fertigungsstrecke für den Bau eines Prototyps der Best Battery errichtet hat, was es erlaubt, die Herstellung der Batterie Industriestandards anzupassen!

SUT meldet zudem vor Kurzem, dass eine einzelne Lage des BEST Battery-Prototyps nach einer ersten Ladezeit von nur Sekunden in der Lage war, eine LED-Kugel über einen Zeitraum von 15 bis 20 Minuten zu betreiben! Das ist ein signifikantes Ergebnis, so First Graphene, das Gutes für das Endprodukt verheißt, das aus wesentlich mehr als 100 übereinanderliegenden Graphenschichten bestehen soll.

Wie First Graphen zudem mitteilte, forscht man zudem an flexiblen Batterien für so genannte „smarte“ Armbanduhren, die in das Armband selbst integriert sind. Diese sollen extrem leicht und flexibel sein, in ein bis zwei Minuten geladen werden können und mehrere Zehntausend Lebenszyklen haben. Informationen sollen dabei nicht nur auf der Uhr selbst, sondern auch auf dem Armband angezeigt werden.

Zielmärkte

Die Forschungspartner zielen mit der Entwicklung der BEST Battery nicht nur darauf ab, Batterien in zahlreichen, bekannten Geräten zu ersetzen, sondern auch Batterien für neue, innovative Anwendungen zur Verfügung zu stellen. Dass die Batterie so flach ist, würde sie zum Beispiel zur Verwendung in Kleidung prädestinieren und sie könnten auch in die Armbänder von Smart Watches integriert werden. Die BEST Battery hat First Graphene zufolge bereits die exzellente Fähigkeit gezeigt, kinetische Energie zu speichern, d.h. einfaches Schütteln könnte die Batterie laden.

First Graphenes Managing Director Craig McGuckin erklärte, dass die Darstellung des vollen kommerziellen Potenzials der BEST Battery zwar noch Zeit benötigen werde, die Ergebnisse bisher aber sehr ermutigend seien. Die wissenschaftliche Grundlage sei auf Laborniveau bewiesen und man treibe nun zahlreiche Aspekte der genutzten Materialien und Prozesses voran, was zur Entwicklung und Optimierung der Produktionsmethode führen werde. Man sei sehr erfreut, so McGuckin weiter, dass nach Aussage der Swinburne University of Technology die Pilot-Produktionsstrecke eine Weltpremiere sei. First Graphenes MD zeigte sich zuversichtlich, dass die Vorteile, die diese Technologie biete, die zukünftige Nutzung von Batterien revolutionieren werde. Seiner Ansicht nach wird die BEST™ Battery ein wahrer „Game Changer“ werden!

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