Hva med grafen? Løfter holdt og i påvente av fremtidens materiale

Hva med grafen?  Løfter holdt og i påvente av fremtidens materiale

Vi vet at grafen er et enkelt atom tykt karbonark med unike egenskaper. Den har en monolags sekskantet krystallstruktur og er 200 ganger sterkere enn stål. Den er fem ganger lettere enn aluminium og har unike elektriske eller termiske egenskaper. Siden oppdagelsen har vi hørt løfter om hvordan det vil revolusjonere mange teknologier, og i noen tilfeller har det gjort. Og hvor mange av disse løftene gjenstår å oppfylle i dag?

Fortsatt til vurdering ...

Grafen er flott for berøringsskjerm , OLED eller LCD-skjerm, men ingen har tatt steget ennå. Selvfølgelig er alle klare på at vi i fremtiden vil ha grafen elektronisk papir. Også ultralette mobile skjermer med dette materialet, men ... ennå ikke.

Dens nysgjerrige permeabilitet for vann, men ugjennomtrengelighet for de fleste andre væsker og gasser, gjør den ideell til å lage filtre. Snart dukket det opp mange planer om å bygge avsaltningsanlegg med grafen. Det vil være veldig viktig for mange deler av verden å kunne få ferskvann lett. Men ingen av disse filtrene har ennå kommet ut av et laboratorium .

grafen skjerm

Eksperimentell fleksibel OLED-skjerm

Vi vet at karbonfiber brukes mye til flystrukturen, og neste trinn vil være grafen . Svært motstandsdyktig, dets elektriske egenskaper vil forbedre motstanden mot lyn. Og å være i seg selv en sensor for innsatsen, i tillegg til andre fordeler. Et fly har omtrent 100 kilometer ledning, og grafen i strukturen kan spare mest. Men ... igjen er det fortsatt noe i røret.

Et annet løfte om grafen er dens effektivitet for solceller. Nesten gjennomsiktig, en god leder av varme og elektrisitet, oppførselen i den bruken er veldig lovende. De forventes ikke bare billigere og mer effektive solparker enn de nåværende, men også mindre forurensende å produsere. I fremtiden kunne vi til og med ha på oss plagg hvis eksteriør ville lade mobilen vår takket være grafen. Men som de andre løftene, vil det være i en mer eller mindre fjern fremtid.

Motstandsdyktig og ledende

Noen av den faktiske og nåværende bruken av grafen er relatert til dens mekaniske styrke. Bare legg den til andre materialer for å formere sin styrke . Metaller eller plast er fordelaktige, og disse forbindelsene brukes allerede i luftfartsteknologi, konstruksjon eller mobile enheter. Det er allerede en første gummiblanding for dekk som inneholder grafen. Perpetuus Carbon (UK) produserer grafen og har utviklet et additiv av gummiblanding med det magiske materialet som allerede er brukt i sykkeldekk og vil nå biler.

grafendekk

Sykkeldekk med Graphene

På den annen side er grafen den beste varmelederen i verden. Siden den også er sterk og lett, er den ideell for bruk på deler som krever ledende eller avledende varme. Det er kjent at minst en stor mobiltelefonprodusent bruker et grafenark for å bære varmen fra sjetongene til varmere områder inne i mobilen.

Superkondensatorer

En raskt sett bruk av grafen var å lage kondensatorer. En kondensator er en elektronisk komponent som akkumulerer elektrisk ladning. I motsetning til et batteri har det nesten ikke noe tap mellom lading og utlading. I tillegg kan disse opplastingene og nedlastningene være veldig raske. Men inntil nylig var det ingen store kondensatorer: de er superkondensatorer.

Grafen (2)

Kinesisk trikk flyttet med grafen-superkondensatorer

Den største aktuelle applikasjonen er i elektriske biler. Men mye større enn en bil eller motorsykkel: busser, trikker eller tog. Når en av disse elektrisk drevne kjøretøyene bremser, genererer motorene en enorm mengde kraft på veldig kort tid. Bare en superkondensator kan motta denne energien og lagre den, ettersom batteriene trenger mer tid. Og lever deretter energien tilbake for å komme i gang. Den kinesiske produsenten CRRC har allerede to modeller med grafen. En for busser som kan flytte den opp til 10 kilometer etter lading på bare ett minutt. En annen, for trikk, lader på 30 sekunder og beveger trikken opp til 6 kilometer . Ved fremstilling er den forurenset mye mindre enn med tradisjonelle materialer, og de har ingen eksplosjonsfare.

For biler eller scootere

Zap & Go er et britisk selskap som også lager superkondensatorer med karbon- og grafenioner. Målet er å erstatte mange nåværende litiumbatterier: i scootere, øvelser, støvsugere ... eller biler. Startet som et parallelt selskap til University of Oxford, de er veldig nær der de første litiumbatteriene ble født for 40 år siden. Nå kommer turen til denne nye teknologien, billigere å produsere i stor skala, grønnere og tryggere og mer holdbar. Et grafenbatteri (superkondensator) kan vare 20 til 30 år ved normal bruk.

Hva med grafen?  Løfter holdt og i påvente av fremtidens materiale

Superkondensatorer med nanorør av grafen og karbon

En annen fremtredende produsent er tyske Skeleton Technologies. De har patentert en type ultrakondensator som bruker en grafen nanorørstruktur. De var blant de første som hoppet inn i denne teknologien , og de spiller med en fordel. De selger “batterier” i forskjellige størrelser, og de har blitt brukt i konkurranse (KERS i F1 eller World Endurance), i noen biler (start-stop-system ved trafikklys) eller i European Space Agency for forskjellige romsystemer. De har også spesialisert seg på store applikasjoner, for eksempel for å akkumulere energi i vindkraftverk. Når det blåser, bevares overflødig energi slik at det i tider med ro kan fortsette å bli sendt.

Som vi ser, kommer det litt etter litt applikasjoner av det ”magiske” materialet grafen til, selv om noe av det mest etterlengtede fremdeles får oss til å vente.