Grafenin, benzersiz özelliklere sahip tek atom kalınlığında bir karbon tabakası olduğunu biliyoruz. Tek tabakalı altıgen kristal yapıya sahiptir ve çelikten 200 kat daha güçlüdür. Alüminyumdan beş kat daha hafiftir ve benzersiz elektriksel veya termal özelliklere sahiptir. Keşfedildiği günden bu yana, birçok teknolojide nasıl devrim yaratacağına dair vaatler duyduk ve bazı durumlarda oldu. Ve bugün yerine getirilmesi gereken bu vaatlerden kaç tanesi var?
Beklemede ...
Grafen, dokunmatik ekranlar , OLED'ler veya LCD'ler için harikadır , ancak henüz kimse adım atmadı. Elbette herkes gelecekte grafen elektronik kağıdına sahip olacağımız konusunda açık. Ayrıca bu malzeme ile ultra hafif mobil ekranlar, ama ... henüz değil.
Suya olan merak uyandıran geçirgenliği, ancak diğer sıvıların ve gazların çoğuna karşı geçirimsizliği, onu filtre yapmak için ideal kılar. Yakında grafen ile tuzdan arındırma tesisleri kurmak için birçok plan ortaya çıktı. Tatlı suyu rahatlıkla alabilmek dünyanın birçok bölgesi için çok önemli olacak. Ancak bu filtrelerin hiçbiri henüz laboratuvardan çıkmadı .
Deneysel esnek OLED ekran
Uçakların yapısında karbon fiberin çok kullanıldığını biliyoruz ve bundan sonraki adım grafen olacak . Çok dayanıklıdır, elektriksel özellikleri yıldırım direncini artırır. Ve diğer avantajlara ek olarak kendi içinde çabalar için bir sensör olmak. Bir uçağın yaklaşık 100 kilometrelik teli vardır ve yapıdaki grafen en fazlasını kurtarabilir. Ama ... yine de boru hattında bir şey var.
Grafenin bir başka vaadi de fotovoltaik hücreler için etkinliğidir. Neredeyse şeffaf, iyi bir ısı ve elektrik iletkeni, bu kullanımdaki davranışı çok umut verici. Güneş enerjisi parkları sadece daha ucuz ve mevcut olanlardan daha verimli değil, aynı zamanda üretimi daha az kirletiyor. Gelecekte, dış yüzeyi grafen sayesinde cep telefonumuzu şarj edecek giysiler bile giyebiliriz. Ancak, diğer sözler gibi, az çok uzak bir gelecekte olacak.
Dirençli ve iletken
Grafenin gerçek ve mevcut kullanımlarından bazıları mekanik mukavemeti ile ilgilidir. Gücünü artırmak için onu diğer malzemelere eklemeniz yeterli . Metaller veya plastikler fayda sağlar ve bu bileşikler, havacılık teknolojisi, inşaat veya mobil cihazlarda zaten kullanılmaktadır. Grafen içeren lastikler için halihazırda bir ilk kauçuk bileşiği var. Perpetuus Carbon (İngiltere) grafen üretiyor ve halihazırda bisiklet lastiklerinde kullanılan ve arabalara ulaşacak sihirli malzemeyle bir kauçuk bileşiği katkı maddesi geliştirdi.
Grafenli bisiklet lastikleri
Öte yandan grafen dünyadaki en iyi ısı iletkenidir. Aynı zamanda güçlü ve hafif olduğu için, ısı iletimi veya dağıtımı gerektiren parçalarda kullanım için idealdir. En az bir büyük cep telefonu üreticisinin , ısıyı yongalardan cep içindeki daha sıcak alanlara taşımak için bir grafen levha kullandığı bilinmektedir .
Süper kapasitörler
Grafenin hızla görülen bir kullanımı kapasitörler yapmaktı. Kapasitör, elektrik yükünü biriktiren elektronik bir bileşendir. Bir pilin aksine, şarj ve deşarj arasında neredeyse hiç kayıp yoktur . Ek olarak, bu yüklemeler ve indirmeler çok hızlı olabilir. Ancak yakın zamana kadar büyük kapasitörler yoktu: bunlar süper kapasitörlerdi.
Çin tramvayı grafen süperkapasitörlerle hareket etti
Şu andaki en büyük uygulaması elektrikli araçlarda. Ancak bir araba veya motosikletten çok daha büyük: otobüsler, tramvaylar veya trenler. Elektrikle çalışan bu araçlardan biri fren yaptığında, motorları çok kısa sürede muazzam miktarda güç üretir. Pillerin daha fazla zamana ihtiyacı olduğu için, yalnızca bir süper kapasitör bu enerjiyi alabilir ve depolayabilir. Ve sonra, devam etmek için o enerjiyi geri verin. Çinli üretici CRRC'nin halihazırda grafenli iki modeli var. Otobüsler için bir tane, şarj ettikten sonra sadece bir dakika içinde 10 kilometreye kadar taşıyabilir. Bir diğeri ise tramvaylar için 30 saniyede şarj oluyor ve tramvayı 6 kilometreye kadar hareket ettiriyor . Üretiminde geleneksel malzemelerden çok daha az kirlenir ve patlama riski yoktur.
Arabalar veya scooterlar için
Zap & Go, karbon ve grafen iyonları ile süper kapasitörler de üreten bir İngiliz şirketidir. Amacı, mevcut birçok lityum pili değiştirmektir: scooterlarda, matkaplarda, elektrikli süpürgelerde ... veya arabalarda. Oxford Üniversitesi'ne paralel bir şirket olarak başladılar, 40 yıl önce ilk lityum pillerin doğduğu yere çok yakınlar. Şimdi, büyük ölçekte üretimi daha ucuz, daha çevreci, daha güvenli ve daha dayanıklı olan bu yeni teknolojinin sırası geliyor. Bir grafen "pil" (süper kapasitör) normal kullanımda 20 ila 30 yıl dayanabilir .
Grafen ve karbon nanotüplü süper kapasitörler
Bir diğer öne çıkan üretici ise Alman İskelet Teknolojileri. Grafen nanotüp yapısı kullanan bir tür ultrakapasitörün patentini almışlardır. Bu teknolojiye ilk atlayanlar arasındaydı ve bir avantajla oynuyorlar. Farklı boyutlarda "piller" satıyorlar ve rekabette (F1 veya World Endurance'da KERS), bazı arabalarda (trafik ışıklarında start-stop sistemi) veya farklı uzay sistemleri için Avrupa Uzay Ajansı'nda kullanılmışlar. Ayrıca, örneğin rüzgar santrallerinde enerji biriktirmek gibi büyük uygulamalarda da uzmanlaşmıştır. Çok rüzgarlı olduğunda, fazla enerji korunur, böylece sakin anlarda gönderilmeye devam edilebilir.
Görebileceğimiz gibi , "sihirli" malzeme grafenin uygulamaları yavaş yavaş geliyor, ancak en çok beklenenlerden bazıları bizi bekletmeye devam edecek.