Tudjuk, hogy a grafén egyetlen atom vastagságú szénlemez, egyedi tulajdonságokkal. Egyrétegű, hatszögletű kristályos szerkezettel rendelkezik, és 200-szor erősebb, mint az acél. Ötször könnyebb, mint az alumínium, és egyedülálló elektromos vagy termikus tulajdonságokkal rendelkezik. Felfedezése óta ígéreteket hallottunk arról, hogy miként fog forradalmasítani számos technológiát, és bizonyos esetekben meg is történt. És hány ígéret marad ma teljesítendő?
Még mindig függőben van ...
A grafén kiválóan használható érintőképernyőkhöz , OLED-ekhez vagy LCD-ekhez, de még senki sem tette meg a lépést. Természetesen mindenki egyértelmű, hogy a jövőben grafén elektronikus papírunk lesz. Szintén ultrakönnyű mobil képernyők ezzel az anyaggal, de ... még nem.
Kíváncsi vízáteresztő képessége, de a legtöbb folyadék és gáz át nem eresztő képessége ideális szűrők készítéséhez. Hamarosan sok terv merült fel sótalanító üzemek grafénnel történő megépítésére. Nagyon fontos lesz, hogy a világ számos területe könnyedén szerezzen friss vizet. De ezen szűrők egyike sem került ki egy laboratóriumból .
Kísérleti rugalmas OLED kijelző
Tudjuk, hogy a szénszálat sokat használják a repülőgépek felépítéséhez, és a következő lépés a grafén lesz . Nagyon ellenálló, elektromos tulajdonságai javítják a villámlást. És önmagában érzékelője az erőfeszítéseknek, egyéb előnyök mellett. Egy repülőgépnek körülbelül 100 kilométer huzala van, és a szerkezetben lévő grafén spórolhat meg a legtöbbet. De ... megint ez még mindig folyamatban van.
A grafén másik ígérete a fotovoltaikus cellák hatékonysága. Szinte átlátszó, jó hő- és villamosenergia-vezető, viselkedése nagyon ígéretes. A napelemes parkok nemcsak olcsóbbak és hatékonyabbak, mint a jelenlegiek, de kevésbé szennyezőek is a gyártás során. A jövőben akár olyan ruhadarabokat is viselhetnénk, amelyek külső része a grafénnak köszönhetően feltölti a mobilunkat. De, hasonlóan a többi ígérethez, ez is nagyjából távoli jövőben lesz.
Ellenálló és vezető
A grafén tényleges és jelenlegi felhasználásának némelyike összefügg a mechanikai szilárdságával. Csak adja hozzá más anyagokhoz, hogy megsokszorozza az erejét . A fémek vagy műanyagok előnyösek, és ezeket a vegyületeket már használják az űrtechnikában, az építőiparban vagy a mobil eszközökben. Már létezik egy első gumikeverék abroncsokhoz, amely grafént tartalmaz. A Perpetuus Carbon (Egyesült Királyság) grafént gyárt, és kifejlesztett egy gumikeverék-adalékot azzal a varázsanyaggal, amelyet már használnak a kerékpárabroncsokban, és eljut az autókhoz.
Kerékpár gumik grafénnel
Másrészt a grafén a legjobb hővezető a világon. Mivel erős és könnyű is, ideális olyan részeken történő használatra, amelyek hővezetést vagy elvezetést igényelnek. Ismeretes, hogy legalább egy nagy mobiltelefon-gyártó grafénlap segítségével szállítja a hőt a chipektől a mobil belsejében lévő melegebb területekre.
Szuperkondenzátorok
Az egyik gyorsan látható grafén felhasználása kondenzátorok gyártása volt. A kondenzátor egy elektronikus alkatrész, amely felhalmozza az elektromos töltést. Az akkumulátorral ellentétben gyakorlatilag nincs vesztesége a töltés és a lemerülés között. Ezenkívül ezek a feltöltések és letöltések nagyon gyorsak lehetnek. De a közelmúltig nem voltak hatalmas kondenzátorok: ezek szuperkondenzátorok.
A kínai villamos grafén szuperkondenzátorokkal mozgott
Legnagyobb jelenlegi alkalmazása elektromos járművekben van. De sokkal nagyobb, mint egy autó vagy motorkerékpár: buszok, villamosok vagy vonatok. Amikor az ilyen elektromos meghajtású járművek fékeznek, motorjai rendkívül rövid idő alatt hatalmas teljesítményt termelnek. Csak egy szuperkondenzátor fogadhatja és tárolhatja ezt az energiát, mivel az akkumulátoroknak több időre van szükségük. És akkor adja vissza ezt az energiát, hogy elinduljon. A kínai CRRC gyártónak már két modellje van grafénnel. Az egyik buszok számára alkalmas, amely mindössze egy perc alatt 10 kilométerre képes mozgatni. Egy másik villamosok esetében 30 másodperc alatt töltődik fel, és a villamost 6 kilométerre mozgatja . Gyártása során sokkal kevésbé szennyezett, mint a hagyományos anyagokkal, és nincs robbanásveszély.
Autókhoz vagy robogókhoz
A Zap & Go egy brit vállalat, amely szén- és grafénionokkal rendelkező szuperkondenzátorokat is gyárt. Célja sok jelenlegi lítium elem cseréje: robogókban, fúrókban, porszívókban vagy autókban. Az Oxfordi Egyetemmel párhuzamos vállalatként indult, nagyon közel vannak ahhoz, ahol 40 évvel ezelőtt megszülettek az első lítium elemek. Most ennek az új technológiának a sora következik, olcsóbb, nagyobb méretben gyártható, zöldebb, biztonságosabb és tartósabb. A grafén "akkumulátor" (szuperkondenzátor) normál használat esetén 20-30 évig tarthat .
Szuperkondenzátorok grafénnel és szén nanocsövekkel
Egy másik kiemelkedő gyártó a német Skeleton Technologies. Szabadalmaztattak egyfajta ultrakondenzátort, amely grafén nanocsövek szerkezetét használja. Az elsők között ugrottak be ebbe a technológiába , és előnnyel játszanak. Különböző méretű „akkumulátorokat” árulnak, és versenyeken (KERS az F1-ben vagy a World Endurance), egyes autókban (start-stop rendszer a lámpáknál) vagy az Európai Űrügynökségnél használták különböző űrrendszerek számára. Szakterületük a nagy alkalmazások, például a szélerőművekben felhalmozott energia. Ha nagyon szeles, a felesleges energia megmarad, hogy nyugodt pillanatokban tovább tovább lehessen küldeni.
Mint láthatjuk, apránként érkeznek a „mágikus” grafén alkalmazásai , bár a legjobban vártak közül néhány még várakozásra késztet.