Rave della strada: Come il graphene, un materiale quasi magico, potrebbe rivoluzionare le automobili

Il carbonio è la base di vita come la conosciamo. È stato là fin dall’inizio, sbattendo e bollendo nei nuclei delle stelle giganti, prima violentemente dell’esplosione e del creare delle particelle elementari del mondo intorno noi.

Questo elemento, uno dei più piccole e più leggere sulla tavola periodica, ha il potenziale di rivoluzionare l’industria automobilistica. Può fare questo sotto forma di graphene, uno strato di carbonio virtualmente bidimensionale che può essere utilizzato in tutto dalla batteria e dal pannello solare che fabbricano alla biotecnologia ed alla filtrazione.

Il materiale di meraviglia

Graphene è il più forte materiale misurato mai. Almeno, quello è che cosa la Columbia University ha ritenuto nel 2008.

Il professor James che dell’ingegneria meccanica la cote ha detto, “prenderebbe un elefante, equilibrato su una matita, per attraversare uno strato di graphene lo spessore dell’involucro di saran.„

Ma la roba non è solo robusta; è inoltre un conduttore termico fantastico alla temperatura ambiente ed è uno dei conduttori elettrici più efficienti conosciuti per equipaggiare.

L’aerogel di Graphene è inoltre il materiale più leggero nel mondo, sette volte più leggero dell’aria. Un metro quadro di, un singolo atomo spesso e legato in una grata esagonale, pesa appena .77 milligrammi.

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Graphene è un assortimento di rivestimenti di primo luogo. Può essere usato per creare gli schermi attivabili al tatto, i sistemi di filtrazione dell’acqua, i nanotubes del computer ed i sistemi di rigenerazione del tessuto. Può anche isolare le particelle dell’idrogeno nell’atmosfera.

E nemmeno abbiamo ottenuto alle applicazioni automobilistiche ancora.

Il futuro

Imagine che costruisce un’automobile da un materiale oltre 100 volte più forte dell’acciaio che è accendino di gran numero e può condurre l’elettricità 30 cronometra più velocemente del silicio. Poi, immagini quella sostanza anche potere funzionare come pannello solare gigante. Ottenere l’immagine? Sì, il graphene ha potuto essere un gioco-commutatore.

Nel 2011, l’università tecnologica Sydney ha fatto un’innovazione significativa sintetizzando qualcosa carta chiamata del graphene (GP), ultra un di strato sottile della grafite che ha cinque – sei densità più basse di volte che l’acciaio, ma è due volte più duro con 10 volte la resistenza alla trazione e la rigidità di piegamento più alta 13 volte.

Quella durevolezza flessibile potrebbe essere inestimabile ai produttori automatici, che potrebbero usarlo come un rivestimento per i moduli impermeabili del driver, la placcatura di armatura per i veicoli militari e perfino componenti ad alto impatto della sospensione per i fuoristrada.

Pensi alla fibra del carbonio di impatto ha avuto. Lamborghini Sesto Elemento utilizza il tessuto del polimero nel corpo, nella sospensione, nell’albero conduttore e nel telaio, riducente il peso alle misere 2.202 libbre. Con graphene o ad un materiale basato graphene, tutta che abbiate dovuto battere Ferrari fuori dalla linea è una brezza rigida, non che grande V10.

Non un fan di prestazione? Guardi al Visio.M EV, le 992 libbre EV di Monaco di Baviera che ha bisogno di appena 20 cavalli vapore di viaggiare 100 miglia. E da cui il Visio.M è fatto? La plastica a fibra rinforzata del carbonio (CRFP) e l’alluminio, materiali che assomigliano a cavo hanno confrontato a questo materiale di meraviglia del `.’

Veloce in avanti nel futuro e nei noi potrebbe potenzialmente fare le intere automobili da questa roba, fino ai pannelli solari flessibili e senza silicio che misurano un’efficienza record di 15,6 per cento.

Più raggiungibile, sebbene, sia l’uso di graphene nello sviluppo di forti materiali compositi e compatto eccellenti, batterie potenti dello litio-zolfo.

Rave della strada: Come il graphene, un materiale quasi magico, potrebbe rivoluzionare le automobili

Foto via la pubblicazione di AIP

Secondo l’istituto americano di fisica, le batterie dello litio-zolfo sono molto più dense delle opzioni dello litio-ione e dei gruppi la capacità di memorizzare quattro volte più energia quanto le loro controparti. Ancora, lo zolfo è incredibilmente economico.

Il lato sfavorevole è che, mentre efficienti, queste batterie hanno una durata di scarsità a causa di come lo zolfo si dissolve negli elettroliti liquidi.

Quello è dove il graphene entra. Con la sostanza conduttiva che funge da barriera fisica dentro la batteria, il trasferimento di energia ancora è permesso senza la degradazione attiva dello zolfo che si presenta con il contatto vicino.

Con queste coltri del carbonio, siete lasciato con un’unità di immagazzinamento dell’energia che è più leggera, più piccola, più economica, più densa ed ha un’più alta tolleranza per il sovraccarico che lo litio-ione.

Graphene può, tuttavia, essere usato per migliorare gli Accumulatori liti-ione pure e non indovinerete mai quale fabbricante automobilistico sta facendo le più grandi onde in quel campo.

Tesla secondo le informazioni ricevute sta sviluppando la tecnologia che amplificherà la gamma di suoi veicoli da intorno 300 miglia a quasi 500 miglia usando agli gli elettrodi basati graphene della batteria. Ricordi, l’elettricità media di comportamenti come latta di poche sostanze, che significa la capacità elevata e più velocemente caricarsi complessivamente.

Ci sono alcuni problemi, comunque.

Svantaggi

Poichè questo è scritto, non c’è modo di fabbricazione in serie per graphene. E perché è così nuovo (è stato scoperto nel 2003 ed in primo luogo ha prodotto nel 2004), le tecnologie usate per elaborarlo sono ancora nella loro infanzia. Quindi, sono costose.

Più specificamente, creare il super-materiale nella vera forma bidimensionale è difficile da fare in una larga scala. le 2D cristalliti tendono a piegare nella terza dimensione quando il materiale si sviluppa via il prodotto chimico sintetizza, in modo da creare il 2D materiale vero, i ricercatori sono costretti ad usare altri metodi.

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Lamborghini Sesto Elemento

Attualmente, la tecnica più comune per sintetizzare il graphene di alta qualità è conosciuta come sfaldamento o fenditura, che sbucciano gli strati monomolecolari assenti della grafite 3D con il nastro adesivo per ottenere ad un singolo strato atomico. Come potete probabilmente indovinare, questo metodo è straordinario inefficiente per la quantità di materiale reticolata.

Ma in un mondo automobilistico che sta guardando costantemente per migliorare l’efficienza e la prestazione, a volte dovete pensare piccolo.

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Conclusione

La maggior parte dei esperti acconsentono che la tecnologia della batteria è che cosa sta giudicando EVs posteriore. Con la tecnologia corrente, ci sono preoccupazioni di spesa, di peso, della dimensione e – soprattutto – della gamma.

Graphene è un rimedio potenziale a quasi tutte queste edizioni, ma non si ferma là.

Questo materiale di meraviglia del `’ potrebbe sostituire le componenti di alluminio scelte della fibra, dell’acciaio e del carbonio che esistono oggi in nostre automobili, alleggerenti i nostri carichi globalmente nell’inseguimento della prestazione e dell’efficienza. È una formula dell’automobile sportiva che può aiutare in funzione e a riposo la pista.

Esamini Ford 2015 F-150, che hanno conservato 700 libbre commutando da un acciaio ad un corpo di alluminio. Immagini che cosa il graphene degli sviluppi potrebbe portare nei prossimi 20 anni. Driver quotidiani del peso piuma che hanno bisogno di accanto a nessun potere di muoversi e sono incredibilmente sicuro? Firmici su.

Per quanto 2014 va, sebbene, il mercato globale per il materiale sia i $9 milioni modesto. Ma ancora, siamo cominciare piccolo.

Il carbonio, la particella elementare di tutta la vita su terra, sarà il punto seguente di evoluzione automobilistica?

Aspetti e vedi.

Fonte: Rave della strada: Come il graphene, un materiale quasi magico, potrebbe rivoluzionare le automobili

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