Grafeeni on materiaali, joka koostuu yhdestä kerroksesta hiiliatomeja, jotka on järjestetty kuusikulmaiseen hilaan. Sillä on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten korkea sähkönjohtavuus, korkea mekaaninen lujuus ja korkea kemiallinen stabiilisuus, mikä tekee siitä lupaavan materiaalin käytettäväksi erilaisissa sovelluksissa, mukaan lukien energian varastointi.
Yksi mahdollinen grafeenin käyttö energian varastoinnissa on akuissa. Grafeenilla on suuri pinta-ala ja se johtaa nopeasti sähköä, mikä tekee siitä hyvän ehdokkaan käytettäväksi akkujen elektrodimateriaalina. Käyttämällä grafeenia elektrodina voi olla mahdollista parantaa akkujen suorituskykyä ja kapasiteettia sekä vähentää niiden kokoa ja painoa.
On olemassa useita tapoja, joilla grafeenia voidaan käyttää akuissa. Yksi mahdollisuus on käyttää grafeenia perinteisten elektrodimateriaalien, kuten grafiitin, tilalle. Grafeenilla on suurempi pinta-ala ja johtavuus kuin grafiitilla, mikä saattaa johtaa suurempaan kapasiteettiin ja akkujen nopeampaan latautumiseen.
Toinen mahdollisuus on käyttää grafeenia yhdessä muiden materiaalien kanssa komposiittielektrodien luomiseen. Esimerkiksi grafeenia voitaisiin yhdistää muihin johtaviin tai aktiivisiin materiaaleihin, kuten metallioksideihin tai polymeereihin, luomaan elektrodeja, joilla on parempi suorituskyky ja stabiilisuus.
Grafeeniä tutkitaan myös muun tyyppisissä energian varastointitekniikoissa, kuten superkondensaattoreissa ja polttokennoissa. Näissä sovelluksissa grafeenia voitaisiin käyttää parantamaan laitteiden suorituskykyä ja tehokkuutta sekä vähentämään niiden kokoa ja painoa.
Huolimatta grafeenin käytön mahdollisista eduista energian varastoinnissa, on vielä monia haasteita, jotka on voitettava, ennen kuin materiaali voidaan ottaa laajalti käyttöön näissä sovelluksissa. Esimerkiksi grafeenin skaalautuvuus ja tuotantokustannukset sekä materiaalin kestävyys ja stabiilisuus ajan mittaan ovat huolissaan.
