Ми знаємо, що графен - це вуглецевий лист із товщиною одного атома з унікальними властивостями. Він має одношарову гексагональну кристалічну структуру і в 200 разів міцніше сталі. Він у п’ять разів легший за алюміній і має унікальні електричні або теплові властивості. З моменту свого відкриття ми чули обіцянки про те, як це зробить революцію в багатьох технологіях, а в деяких випадках і відбулося. І скільки з цих обіцянок залишається виконати сьогодні?
Ще очікує ...
Графен чудово підходить для сенсорних екранів , OLED або РК-дисплеїв, але ще ніхто не зробив цього. Звичайно, всім ясно, що в майбутньому у нас буде графен електронний папір. Також надлегкі мобільні екрани з цим матеріалом, але ... поки що.
Його дивовижна проникність для води, але непроникність для більшості інших рідин та газів робить його ідеальним для виготовлення фільтрів. Незабаром з'явилося багато планів побудувати опріснювальні установки з графеном. Для багатьох областей світу буде дуже важливо мати можливість легко отримувати прісну воду. Але жоден із цих фільтрів ще не вийшов з лабораторії .
Експериментальний гнучкий OLED-дисплей
Ми знаємо, що вуглецеве волокно багато використовується для будови літаків, і наступним кроком буде графен . Дуже стійкий, його електричні властивості покращать стійкість до блискавки. І сам по собі датчик зусиль, крім інших переваг. Літак має близько 100 кілометрів дроту, і графен в конструкції міг би заощадити найбільше. Але ... знову ж таки це все ще в процесі.
Ще однією обіцянкою графена є його ефективність для фотоелектричних елементів. Практично прозорий, хороший провідник тепла та електрики, його поведінка при цьому дуже обіцяє. Сонячні парки не тільки дешевші та ефективніші, ніж нинішні, але й менше забруднюють виробництво. У майбутньому ми могли б навіть носити одяг, зовнішній вигляд якої буде заряджати наш мобільний телефон завдяки графену. Але, як і інші обіцянки, це буде у більш-менш віддаленому майбутньому.
Стійкий і провідний
Деякі фактичні та сучасні способи використання графену пов'язані з його механічною міцністю. Просто додайте його в інші матеріали, щоб збільшити його міцність . Метали або пластмаси виграють, і ці сполуки вже використовуються в аерокосмічній техніці, будівництві або мобільних пристроях. Вже існує перша гумова суміш для шин, яка містить графен. Компанія Perpetuus Carbon (Великобританія) виробляє графен та розробила присадку до гумових сумішей із чарівним матеріалом, який вже використовується у велосипедних шинах і досягне автомобілів.
Велосипедні шини з графеном
З іншого боку, графен - найкращий провідник тепла у світі. Оскільки він також міцний і легкий, він ідеально підходить для використання на деталях, які потребують проведення або відведення тепла. Відомо, що принаймні один великий виробник мобільних телефонів використовує графеновий лист для перенесення тепла від чіпів до теплих районів всередині мобільного телефону.
Суперконденсатори
Одне з найпомітніших застосувань графену було виготовлення конденсаторів. Конденсатор - це електронний компонент, який акумулює електричний заряд. На відміну від акумулятора, він практично не втрачає між зарядом і розрядом. Крім того, ці завантаження та завантаження можуть бути дуже швидкими. Але донедавна величезних конденсаторів не було: це суперконденсатори.
Китайський трамвай рухався із графеновими суперконденсаторами
Найбільше його застосування зараз застосовується в електромобілях. Але набагато більший за автомобіль чи мотоцикл: автобуси, трамваї чи поїзди. Коли один з цих автомобілів з електричним приводом гальмує, його двигуни генерують величезну кількість енергії за дуже короткий час. Тільки суперконденсатор може приймати та зберігати цю енергію, оскільки батареям потрібно більше часу. А потім доставити цю енергію назад, щоб почати. Китайський виробник CRRC вже має дві моделі з графеном. Один для автобусів, здатний рухати його до 10 кілометрів після зарядки всього за одну хвилину. Інший, для трамваїв, заряджається за 30 секунд і рухає трамвай до 6 кілометрів . При його виробництві він забруднюється набагато менше, ніж традиційними матеріалами, і вони не мають ризику вибуху.
Для автомобілів або скутерів
Zap & Go - британська компанія, яка також виготовляє суперконденсатори з іонами вуглецю та графену. Його мета - замінити багато нинішніх літієвих акумуляторів: у скутерах, дрилях, пилососах ... чи автомобілях. Починаючи з паралельної компанії з Оксфордським університетом, вони дуже близькі до того місця, де перші літієві батареї народилися 40 років тому. Тепер настає черга цієї нової технології, дешевшої у великих масштабах, екологічної та безпечної та довговічної. Графенова "батарея" (суперконденсатор) може прослужити від 20 до 30 років при звичайному використанні.
Суперконденсатори з графеновими та вуглецевими нанотрубками
Іншим відомим виробником є німецький Skeleton Technologies. Вони запатентували тип ультраконденсатора, який використовує структуру нанотрубки графена. Вони були одними з перших, хто вдався до цієї технології , і вони грають з перевагою. Вони продають "батареї" різного розміру, і їх використовували в змаганнях (KERS у F1 або World Endurance), в деяких автомобілях (система старт-стоп на світлофорах) або в Європейському космічному агентстві для різних космічних систем. Вони також спеціалізуються на великих додатках, наприклад, для накопичення енергії на вітрових електростанціях. Коли дуже вітряно, надлишок енергії зберігається, щоб у спокійні хвилини її можна було продовжувати надсилати.
Як бачимо, потроху надходять програми “магічного” матеріалу графен, хоча деякі з найбільш очікуваних все ще змусять нас чекати.