แบตเตอรี่ที่ปรับปรุงด้วยกราฟีน:อนาคตคือตอนนี้

แม้ว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่มีการพัฒนาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ก็ยังมีปัญหาในการรักษาให้ทันกับความต้องการของสมาร์ทโฟนรุ่นใหม่ ข้อจำกัดด้านพื้นที่และความยุ่งยากเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนในการชาร์จ/คายประจุทำให้คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เราจ่ายไฟด้วยเซลล์ Li-Ion เป็นความสะดวกสบายที่เราต้องจ่ายในรูปแบบของอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นหลายชั่วโมงและรอบการชาร์จที่ยาวนาน อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการผลิตกราฟีนได้ส่งผลให้ธนาคารพลังงานที่ได้รับการปรับปรุงด้วยกราฟีนมีจำหน่ายในท้องตลาดเป็นครั้งแรก ซึ่งสัญญาว่าจะช่วยบรรเทาภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกนี้อย่างน้อยบางส่วน

กราฟีนทำหน้าที่อะไร

กราฟีนเป็นชั้นคาร์บอนอะตอมเดียว แม้ว่ามันจะทำมาจากวัสดุเดียวกันกับกราไฟต์ในแกนดินสอ เนื่องจากมันบางมากจนใช้พื้นที่เพียงสองมิติเท่านั้น มันยังทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวดของไฟฟ้า สิ่งนี้มีค่ามากเพราะวัสดุส่วนใหญ่ที่เราใช้นำไฟฟ้ามีความต้านทานอยู่จำนวนหนึ่ง ทำให้เราต้องใช้ปริมาณที่มากขึ้น (เช่น การทำสายทองแดงที่หนาขึ้นสำหรับกระแสไฟที่แอมแปร์ที่สูงกว่า) หรือโซลูชันที่สร้างสรรค์อื่นๆ (เช่น การปลูกต้นไม้ ฮีตซิงก์ขนาดใหญ่และชุดระบายความร้อนด้วยอากาศบนชิปอันทรงพลัง) เพื่อระบายความร้อน

ความต้านทานไฟฟ้าภายในเป็นสาเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่ทั้งหมดมี "ขีดจำกัดการระบายน้ำ" บางอย่างที่ไม่สามารถเกินได้ หน่วยขั้นสูงบางหน่วยสามารถระบายออกได้สูงถึง 20 แอมป์ ทำให้สามารถชาร์จและคายประจุอย่างรวดเร็วภายใต้ความเครียดที่ค่อนข้างหนัก แต่ในที่สุดคุณจะชนเพดานที่ทำให้เป็นอันตรายหรือไม่สามารถปีนขึ้นไปได้

กราฟีนเพิ่มเพดานนี้อย่างมากจนถึงระดับที่น่าประทับใจเนื่องจากขาดความต้านทานภายในเกือบสมบูรณ์ เนื่องจากมันสร้างความร้อนได้น้อยมากและแม้กระทั่งกระจายความร้อนที่ได้รับอย่างรวดเร็ว เลเยอร์หลายชั้นในแบตเตอรี่หนึ่งก้อนจึงสามารถยืดหยุ่นได้มากขึ้นกับรอบการชาร์จ/การคายประจุที่เข้มข้น

ในแง่ที่ง่ายกว่า หมายความว่าคุณสามารถเพิ่มแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนตามหลักวิชาด้วยกราฟีน เพื่อให้สามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างสะดวกสบายด้วยกำลังขับที่เหลือเชื่อ เช่น 60 วัตต์หรือมากกว่านั้น และทำได้โดยไม่กระทบต่ออายุการใช้งานอย่างยาวนาน อันที่จริง หากการกล่าวอ้างในปัจจุบันเป็นความจริง กราฟีนอาจทำให้แบตเตอรี่มีวงจรการชาร์จตลอดอายุการใช้งานนานกว่าแบตเตอรี่ในปัจจุบัน

สิ่งที่กราฟีนทำไม่ได้

กราฟีนเป็นม้าโพนี่แบบง่ายๆ เรารู้สึกทึ่งกับวัสดุนี้จริงๆ เท่านั้น เพราะมันสามารถนำไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าตัวนำยิ่งยวดอื่นๆ ที่เราเคยใช้ในอดีต มันถูกสร้างขึ้นจากองค์ประกอบทั่วไปที่พบในจักรวาลและไม่ต้องการการขุดทรัพยากรอันมีค่าอย่างเข้มข้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีแบตเตอรี่ของอุปกรณ์มีความต้องการหลายอย่างซึ่งทำให้ผู้ผลิตต้องเครียด

สำหรับอุปกรณ์พกพาขั้นสูงส่วนใหญ่ที่เราใช้ในปัจจุบัน เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และแล็ปท็อปที่ประสบปัญหาด้านความจุ มีเพียงประโยชน์มากมายที่คุณสามารถบีบจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และกราฟีนก็ไม่ช่วยแก้ปัญหานั้นเลย

โชคดีที่ความจุไม่ได้กลายเป็นปัญหามากนักเนื่องจากความสามารถของกราฟีนในการช่วยให้แบตเตอรี่ดูดซับพลังงานมหาศาล ทำให้รอบการชาร์จสั้นลงมาก และทำให้ใช้งานหนักได้เจ็บปวดน้อยลง

คุณสามารถรับ Graphene Enhanced Battery ตอนนี้ได้ไหม

ในช่วงต้นปี 2020 เมื่อมีการเผยแพร่สิ่งนี้ มีบริษัทไม่กี่แห่งที่เป็นผู้บุกเบิกพาวเวอร์แบงค์ที่เสริมด้วยกราฟีน กลุ่มคนเหล่านี้ ได้แก่ Apollo Traveller ของ Elecjet และพาวเวอร์แบงค์ G-Pro หรือ G-Max ของ Real Graphene ซึ่งมีความจุตั้งแต่ 5,000 ถึง 20,000 mAh

ขณะนี้ เราไม่พบสมาร์ทโฟนที่มีจำหน่ายทั่วไปซึ่งมีแบตเตอรี่ที่เสริมด้วยกราฟีน ซึ่งหมายความว่าพาวเวอร์แบงค์เหล่านี้ถูกจำกัดให้ชาร์จด้วยตัวเองอย่างรวดเร็วเท่านั้น อย่างไรก็ตาม พวกเขาจะไม่ส่งกระแสเดียวกันไปยังสมาร์ทโฟน เนื่องจากแบตเตอรี่ปกติจะเสียหายจากรอบการชาร์จที่เกิดขึ้นที่ 60 วัตต์หรือมากกว่านั้น พาวเวอร์แบงค์ทั้งหมดเหล่านี้สามารถชาร์จได้ในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง ซึ่งนับว่าน่าประทับใจเมื่อพิจารณาจากความจุที่จุได้

ในอนาคต ผู้ผลิตโทรศัพท์อาจสังเกตเห็นผลิตภัณฑ์เหล่านี้และเริ่มสร้างอุปกรณ์ที่สามารถเข้าถึงกระแสไฟในระดับใกล้เคียงกันระหว่างการชาร์จโดยไม่ทำให้เกิดความเสียหาย ในขณะนี้พวกเขาอาจจะกำลังก้าวเท้าไปทางนั้น