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Die faszinierenden Eigenschaften von Graphen

Énergie

Publié le
mercredi 5 septembre 2018 à 04:00

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Der Name Graphen wird Ihnen vermutlich nichts sagen. Dennoch ist Graphen Bestandteil eines der gebräuchlichsten Gegenstände überhaupt, nämlich des Bleistifts. Graphen ist ein zweidimensionales Kohlenstoffblatt mit einer Wabenstruktur, das aufgeschichtet das Graphit unserer Bleistiftminen bildet. Obwohl Graphen als physikalisch nicht realisierbar galt, wurde es 2004 von den beiden Physikern Andre Geim und Konstantin Novoselov entdeckt. Nicht dicker als ein Kohlenstoffatom, besitzt dieses mikroskopisch kleine Metallgeflecht derart unglaubliche Eigenschaften, dass es die Technologie von morgen revolutionieren könnte.

Bühne frei für die flexible, ultraresistente Elektronik

Allein Graphen bietet eine beeindruckende Zahl von Vorzügen. Graphen ist ein flexibler und transparenter Werkstoff und ein besserer Leiter als Silizium, das insbesondere zur Herstellung der Mikroprozessoren von Computern verwendet wird. Ferner ist es der weltweit dünnste, leichteste und resistenteste Werkstoff. Dank seiner Mangelfreiheit, besitzt er eine weitaus höhere Bruchfestigkeit als Stahl, ist jedoch nicht schwerer als Plastik.

Ob im Hochbau (Brücken und Viadukte), bei Satelliten, Flugzeugen oder Alltagsgegenständen – Graphen bietet unzählige Einsatzmöglichkeiten. Mit dem Einsatz dieses kristallinen Werkstoffs anstelle von Silizium werden Computer noch schneller, leistungsfähiger und kleiner. Darüber hinaus macht Graphen den Weg frei für die flexible, hochresistente Elektronik. Bald wird es möglich sein, biegsame Smartphones herzustellen, die man falten oder sich ums Handgelenk wickeln kann, und es wird unzerbrechliche Touchscreens geben, die das Gewicht eines Elefanten tragen können !

Revolutionärer Akku

Ferner könnte Graphen dank seiner hohen Leitfähigkeit früher oder später die Energiespeichertechnologien revolutionieren und dem Lithium-Ionen-Akku den Rang ablaufen. Dieser hatte sich in den letzten Jahren durchgesetzt, doch seine Leistungen sind, insbesondere im Transportsektor, noch sehr begrenzt. Der Graphenakku könnte sich weitaus rascher aufladen, weniger wiegen und eine viel höhere Reichweite haben.

So hat kürzlich ein chinesischer Hersteller einen Mobiltelefonakku aus Graphen entwickelt, der sich zehn Mal schneller laden lässt als ein Lithium-Ionen-Akku. In unserer europäischen Nachbarschaft, in Spanien, hat im vergangenen Jahr eine Gesellschaft die industrielle Produktion von Graphenakkus aufgenommen. Sofern die Aussagen des Unternehmens zutreffen, könnte dies ein echter Quantensprung für den Energiesektor sein. Dank der revolutionären Akkus würde sich die Reichweite von E-Bikes, E-Motorrädern und Elektroautos von 65 auf 250 Kilometer, von 100 auf 320 Kilometer beziehungsweise von 500 auf 800 Kilometer erhöhen. Sie sollen überdies die Möglichkeit bieten, 3,7 Mal mehr Strom aus Sonnenkollektoren auf Wohngebäuden zu speichern als die berühmte Powerwall von Tesla.

Und dies ist erst der Anfang ! Neben diesen ihm innewohnenden Eigenschaften besitzt Graphen darüber hinaus den Vorteil, dass es sich mit zahlreichen anderen Materialien verbinden kann. Darüber hinaus hat die Europäische Kommission 2015 ein Graphen-Projekt ins Leben gerufen. Mit einem Budget von einer Milliarde Euro über zehn Jahre führt das Projekt 142 industrielle und akademische Akteure und Forschungsgruppen aus 23 EU-Ländern zusammen. Dieser künftige Star der Nanotechnologie wird uns also noch weiter in Erstaunen versetzen, und das Spektrum seiner Anwendungsmöglichkeiten ist noch längst nicht abschliessend erforscht.

Mitgeteilt von CREOS

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mercredi 5 septembre 2018


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