Grafen | en af formerne af kulstof

Grafenoxid

Et internationalt hold fra University of Manchester har fremstillet en membran af grafenoxid. De viste, at den blokerede mange gasser og væsker, men lod vand passere. Sir Andre Geim sagde: "Heliumgas er svært at stoppe. Den slipper langsomt ud selv gennem et millimeter-tyndt vinduesglas, men vores ultratynde film blokerer den fuldstændigt. Samtidig fordamper vand uhindret gennem dem. Materialer kan ikke opføre sig mere mærkeligt".

Nyeste idé

Membraner af grafen vil være ret gode kuglestoppere. Forskning viser, at et atomtyk lag absorberer et slag bedre end stål. Forskningsholdet foreslår, at kombinationen af grafen med et eller flere andre materialer for at danne en komposit kan være vejen frem.

Grafen-batterier

1. Intern struktur

Den interne struktur i et grafenbatteri ligner meget den interne struktur i et standard litium-ion-batteri. Der er to elektroder og en elektrolytopløsning, som muliggør ladningsstrømmen. Forskellen er, at en af elektroderne i grafenbaserede batterier, for det meste katoden, er erstattet af et hybridkompositmateriale (faststofmetal + grafen), der anvendes i stedet for et standard faststofmetal.

2. Fordele

Mindre, slankere batteri: Grafen er et todimensionelt materiale og består kun af et enkelt lag af atomer. For at forstå dette bedre kan man sige, at når man lægger 3 millioner lag grafen oven på hinanden, får man en tykkelse på 1 mm. Det betyder, at grafen vil gøre det muligt for smartphones at blive slankere end nogensinde før og give mere plads til yderligere elektronik og gøre det muligt at placere batterier med højere kapacitet.

Højere kapacitet: Grafen har en højere energikapacitet for samme størrelse sammenlignet med lithium-ion-batterier. Mens lithium-ion-batterier er kendt for at kunne lagre op til 180 Wh pr. kg, kan grafenbaserede batterier lagre op til 1 000 Wh pr. kg. Så en grafenbatteripakke af samme størrelse har en højere opladningskapacitet end lithium-ion-batterier eller andre almindeligt anvendte batterier.

Hurtigere opladningstider: Grafen er en fremragende leder af elektricitet. Dens todimensionelle honeycomb-struktur giver ingen modstand mod elektronernes strømning. Så det kan oplades hurtigt og giver også større udholdenhed sammenlignet med lithiumionbatterier.

Graphene-patenter

Opfindelsen af grafen har ført til mange patenter for dets praktiske anvendelse. I 2013 var resultatet:

1. Kinesiske enheder: 2,204
2. enheder i USA: 1,754
3. Sydkoreanske enheder: 1,160
4. Enheder i Det Forenede Kongerige: 54

Den sydkoreanske elektronikgigant Samsung er den virksomhed, der har flest grafenpatenter til sit navn.