De buitengewone potentie van grafeen
Grafeen lijkt het product van de toekomst. Het wordt zelfs een wondermiddel genoemd dat een technologische revolutie in gang zal zetten. De grondstof heeft inderdaad enorme potentie; ook voor elektrisch varen. Kan grafeen deze potentie waarmaken en op welke termijn?
Grafeen als wonderbaarlijke grondstof
Waarom grafeen het product van de toekomst wordt genoemd? Daarvoor zijn verschillende redenen. Grafeen is ten eerste supersterk: tweehonderd keer zo sterk als metaal en zelfs sterker dan diamant. Ten tweede is het heel erg dun; het bestaat uit slechts één laag koolstofatomen. Daarnaast geleidt dit wondermateriaal geweldig: nog beter dan koper. Het enige wat grafeen doorlaat, is water. Ten slotte is het zo flexibel als plastic folie – en eveneens transparant. Tel al deze eigenschappen bij elkaar op en de ongelooflijke mogelijkheden dringen zich aan je op: een perfecte waterfilter, oprolbare televisies, uiterst krachtige zonnepanelen, ultralichte vliegtuigen en raketten en een superbatterij. Dat laatste is natuurlijk heel interessant voor het elektrisch varen!
Superbatterij van grafeen en silicium
Omdat grafeen een geweldige geleider is van energie, ligt een toepassing als batterij voor de hand. De eerste onderzoeken leverden al een gouden vinding op. Door de toevoeging van een beschermend laagje grafeen over poreus silicium werd een uiterst krachtige batterij gecreëerd. Eentje die bijna duizend keer zoveel energie kan vasthouden dan conventionele batterijen en accu’s! Ook bleek dat er in de grafeen-silicium batterij vrijwel geen capaciteitsverlies optrad. Bovendien kon deze superbatterij wel miljoenen keer zonder krachtverlies worden opgeladen. In de praktijk betekent dit een accu die je binnen een aantal minuten kunt opladen en waarmee je wel duizend kilometer zou kunnen varen. Bovendien zal deze accu van grafeen en silicium jarenlang kunnen meegaan!
Integratie met zonnepanelen
Nog interessanter wordt het wanneer je de grafeen batterij in een zonnepaneel zou integreren. Omdat zonnepanelen meestal bestaan uit silicium, is dat technisch uitstekend haalbaar. Met zo’n integratie zou je de overtollige zonne-energie kunnen opslaan in een superkrachtige accu en die energie later weer kunnen gebruiken. Zo kun je geheel zelfvoorzienend elektrisch varen met zero emissie.
Wanneer kunnen we deze superbatterij verwachten?
De ontwikkeling van een superbatterij is op verschillende fronten volop aan de gang. Zo ontwikkelden Koreaanse wetenschappers in 2015 een simpele productietechnologie, waarbij propjes grafeen ‘gefrituurd’ worden, waardoor de geleiding nog verder toeneemt. En dit jaar ontwikkelde de Australische Rus Victor Volkov een accu op basis van aluminium, grafeen en zuurstof. De zogeheten Volkov-accu heeft indrukwekkende cijfers:een energiedichtheid van 2000 Wh/kg, een actieradius van 3500 km, een oplaadtijd van 15 minuten, een gewicht van 387 kg en een levensduur van 15 jaar. Een technologiebedrijf heeft al een belang van 50% van de patenten gekocht en verwacht dat deze superaccu de markt van elektrische auto’s binnen een aantal jaar zal veroveren. Hoeveel jaar het nog duurt en in welke vorm de batterij op de markt zal komen, moeten we nog afwachten. Maar één ding is zeker: deze superbatterij zal de hooggespannen verwachtingen rondom grafeen meer dan waarmaken!
