Znamo da je grafen sloj ugljika debeo jedan atom s jedinstvenim svojstvima. Ima jednoslojnu šesterokutnu kristalnu strukturu i 200 puta je jači od čelika. Pet puta je lakši od aluminija i ima jedinstvena električna ili toplinska svojstva. Od svog otkrića čuli smo obećanja o tome kako će revolucionirati mnoge tehnologije, au nekim slučajevima i jest. I koliko od tih obećanja ostaje ispuniti danas?
Još uvijek na čekanju ...
Graphene je izvrstan za zaslone osjetljive na dodir , OLED ili LCD zaslone, ali još nitko nije poduzeo taj korak. Naravno, svima je jasno da ćemo u budućnosti imati elektronski papir s grafenom. Također ultralaki mobilni ekrani s ovim materijalom, ali ... još ne.
Njegova neobična propusnost za vodu, ali nepropusnost za većinu drugih tekućina i plinova, čini ga idealnim za izradu filtara. Ubrzo su se pojavili mnogi planovi za izgradnju postrojenja za desalinizaciju grafenom. Za mnoga područja svijeta bit će vrlo važno da lako mogu dobiti svježu vodu. Ali niti jedan od tih filtara još nije izašao iz laboratorija .
Eksperimentalni fleksibilni OLED zaslon
Znamo da se ugljična vlakna puno koriste za strukturu zrakoplova, a sljedeći će korak biti grafen . Vrlo otporan, njegova električna svojstva poboljšat će otpornost na munje. I sam po sebi senzor za napore, uz druge prednosti. Zrakoplov ima oko 100 kilometara žice, a grafen u strukturi mogao bi najviše uštedjeti. Ali ... opet je još uvijek nešto u planu.
Još jedno obećanje grafena je njegova učinkovitost za fotonaponske stanice. Gotovo proziran, dobar provodnik topline i električne energije, njegovo ponašanje u toj uporabi vrlo obećava. Očekuju se ne samo jeftiniji i učinkovitiji solarni parkovi od sadašnjih, već i manje onečišćujući proizvodi. U budućnosti bismo mogli nositi i odjeću čija bi vanjska strana punila naš mobitel zahvaljujući grafenu. Ali, kao i ostala obećanja, to će biti u manje-više dalekoj budućnosti.
Otporan i vodljiv
Neke od stvarnih i sadašnjih primjena grafena povezane su s njegovom mehaničkom čvrstoćom. Samo ga dodajte ostalim materijalima kako biste umnožili njegovu snagu . Korist imaju metali ili plastika i ti se spojevi već koriste u zrakoplovnoj tehnologiji, građevinarstvu ili mobilnim uređajima. Već postoji prva smjesa gume za gume koja sadrži grafen. Perpetuus Carbon (Velika Britanija) proizvodi grafen i razvio je dodatak gumenih smjesa s čarobnim materijalom koji se već koristi u gumama za bicikle i koji će doći do automobila.
Gume za bicikle s Graphenom
S druge strane, grafen je najbolji vodič topline na svijetu. Budući da je također jak i lagan, idealan je za upotrebu na dijelovima koji zahtijevaju provođenje ili odvođenje topline. Poznato je da barem jedan veliki proizvođač mobitela koristi grafensku ploču za prenošenje topline od čipsa do toplijih područja unutar mobitela.
Superkondenzatori
Jedna od brzo uočenih upotreba grafena bila je izrada kondenzatora. Kondenzator je elektronička komponenta koja akumulira električni naboj. Za razliku od baterije, ona praktički nema gubitak između punjenja i pražnjenja. Osim toga, ti prijenosi i preuzimanja mogu biti vrlo brzi. Ali donedavno nije bilo ogromnih kondenzatora: oni su superkondenzatori.
Kineski tramvaj kretao se grafenskim superkondenzatorima
Njegova najveća trenutna primjena je u električnim vozilima. Ali puno veći od automobila ili motocikla: autobusa, tramvaja ili vlakova. Kad jedno od ovih vozila s električnim pogonom koči, njegovi motori u vrlo kratkom vremenu generiraju enormnu količinu energije. Samo superkondenzator može primiti tu energiju i pohraniti je, jer baterijama treba više vremena. A onda vratite tu energiju natrag da krenete. Kineski proizvođač CRRC već ima dva modela s grafenom. Jedan za autobuse, sposoban prebaciti ga do 10 kilometara nakon punjenja u samo jednoj minuti. Druga, za tramvaje, puni se za 30 sekundi i pomiče tramvaj do 6 kilometara . U svojoj proizvodnji onečišćen je mnogo manje nego tradicionalnim materijalima i nema opasnosti od eksplozije.
Za automobile ili skutere
Zap & Go je britanska tvrtka koja također proizvodi superkondenzatore s ugljikovim i grafenskim ionima. Cilj mu je zamijeniti mnoge trenutne litijeve baterije: u skuterima, bušilicama, usisavačima ... ili u automobilima. Pokrenuti kao paralelna tvrtka sa Sveučilištem u Oxfordu, vrlo su blizu mjesta na kojem su prve litijeve baterije rođene prije 40 godina. Sada dolazi red na ovu novu tehnologiju, jeftiniju za proizvodnju u velikoj mjeri, zeleniju i sigurniju i trajniju. Grafenska "baterija" (superkondenzator) može u normalnoj uporabi trajati 20 do 30 godina .
Superkondenzatori s grafenom i ugljičnim nanocijevima
Sljedeći istaknuti proizvođač je njemačka Skeleton Technologies. Patentirali su tip ultrakondenzatora koji koristi strukturu nanocijevi grafena. Među prvima su uskočili u ovu tehnologiju i igraju s prednošću. Oni prodaju "baterije" različitih veličina, a korištene su u konkurenciji (KERS u F1 ili World Endurance), u nekim automobilima (start-stop sustav na semaforima) ili u Europskoj svemirskoj agenciji za različite svemirske sustave. Također su se specijalizirali za velike primjene, na primjer za akumuliranje energije u vjetroelektranama. Kad je vrlo vjetrovito, višak energije se čuva, tako da se u mirnim trenucima može nastaviti slati.
Kao što pomalo vidimo, primjene "čarobnog" materijala grafena stižu , iako će nas neke od najočekivanijih još uvijek natjerati na čekanje.