Dois anos e uma pandemia depois, baterias de grafeno de carregamento rápido estão chegando às prateleiras

Na época em que o CES ainda era um evento ao vivo, conversamos com o pessoal do Real Graphene sobre como eles iriam impressionar a todos com sua tecnologia de bateria inovadora. Eles têm estado ocupados com pequenos castores desde então, e não apenas porque suas cadeias de suprimentos foram brutalizadas durante a pandemia. Eles se fundiram com uma empresa chamada Elecjet , bloquearam patentes, passaram por sua primeira campanha de crowdfunding e estão bem encaminhados para sua segunda campanha.

Qual é o problema do grafeno, afinal?

O grande problema é que as baterias à base de grafeno carregam muito rápido. Estamos testando o próximo Apollo Ultra da Elecjet, e ele pode facilmente completar sua capacidade de 10.000 mAh em meia hora. Isso realmente bate em casa quando você percebe que a maioria das baterias com essa capacidade leva algumas horas para ficar totalmente carregadas. O desempenho do Apollo Ultra depende muito de ter um carregador de 100 watts, mas o cátodo de grafeno é o que está fazendo o trabalho pesado aqui.

OK, mas como funciona uma bateria de grafeno?

Relaxe, estávamos apenas começando a isso. Primeiro, vamos fazer uma rápida atualização sobre como funcionam as baterias de íon de lítio. Resumindo, uma bateria possui dois compartimentos principais separados por uma membrana porosa. Quando você carrega uma bateria, ela puxa elétrons de um compartimento para o outro. A membrana impede que esses elétrons voltem para sua casa natural no lado inicial. Quando o circuito da bateria é completado por um dispositivo que precisa de um pouco de energia, esses elétrons têm um caminho de volta. Então, esses elétrons percorrem todos os aros de que precisam para voltar ao ponto de partida, criando assim a maravilhosa corrente elétrica de que precisamos para assistir a vídeos de gatos no YouTube.

Agora, esses elétrons precisam de algum lugar para esfriar dos dois lados. Tradicionalmente, o lado do ânodo com carga negativa de uma bateria de íons de lítio usa grafite. É carbono, é estável e é grudento o suficiente aos elétrons para que eles fiquem lá, mas não tão grudento que não possam ser retirados. O ânodo é o lado que puxa os elétrons quando você carrega a bateria.

O grafeno é uma única camada monomolecular de grafite. Devido a essa estrutura, o grafeno é ainda mais estável do que a grafite. Ele fornece uma rede única para que os elétrons se acomodem acima e abaixo da folha sem ter que colidir com outras folhas, como acontece com o grafite. O grafeno pode ser 70% mais condutivo do que o cobre , o que melhora seriamente o desempenho de carregamento da bateria.

Entããão… carregamento rápido? É isso?

Tão cínico! O outro lado do uso do grafeno é seu ciclo de vida geral estendido. Como o grafeno é mais estável do que a grafite, ele se degrada muito mais lentamente. Conforme você carrega e descarrega uma bateria, os meios que mantêm os elétrons no ânodo e no cátodo ficam um pouco perturbados por extrair elétrons deles o tempo todo. Os átomos de carbono no grafeno têm ligações super-apertadas, que, de acordo com a Elecjet, permitem à bateria Apollo Ultra mais de 2.500 ciclos de energia, em comparação com os 500 habituais. Enquanto isso deve ser visto durante o uso diário, uma redução de 5x no desperdício de bateria poderia muito bem ofuscar a novidade inicial do carregamento rápido.

O grafeno tem sido estudado há anos e se mostrou muito promissor. Os avanços na tecnologia de baterias são poucos e distantes entre si, então é empolgante quando eles realmente chegam ao mercado. Embora seja uma ótima notícia para aqueles de nós que procuram uma maneira de recarregar telefones, laptops e tablets rapidamente, existem aplicativos em grande escala para se manter em mente. É fácil ver como uma bateria portátil de smartphone baseada em grafeno será eventualmente desenvolvida em baterias comerciais de grande escala para a produção de energia solar e eólica.