Sabemos que o grafeno é uma folha de carbono com a espessura de um único átomo e propriedades únicas. Tem uma estrutura cristalina hexagonal monocamada e é 200 vezes mais resistente que o aço. É cinco vezes mais leve que o alumínio e possui propriedades elétricas ou térmicas exclusivas. Desde sua descoberta, ouvimos promessas sobre como ele irá revolucionar muitas tecnologias, e em alguns casos o fez. E quantas dessas promessas ainda não foram cumpridas hoje?
Ainda pendente ...
O grafeno é ótimo para telas sensíveis ao toque , OLEDs ou LCDs, mas ninguém deu esse passo ainda. Claro, todos sabem que no futuro teremos o papel eletrônico grafeno. Também telas móveis ultraleves com este material, mas ... ainda não.
Sua curiosa permeabilidade à água, mas impermeabilidade à maioria dos outros líquidos e gases, o torna ideal para fazer filtros. Logo muitos planos surgiram para construir usinas de dessalinização com grafeno. Será muito importante para muitas áreas do mundo conseguir facilmente obter água potável. Mas nenhum desses filtros saiu de um laboratório .
Tela OLED flexível experimental
Sabemos que a fibra de carbono é muito utilizada na estrutura de aviões e o próximo passo será o grafeno . Muito resistente, suas propriedades elétricas melhoram a resistência a raios. E sendo por si só um sensor de esforços, entre outras vantagens. Um avião tem cerca de 100 quilômetros de fio e o grafeno da estrutura é o que mais economiza. Mas ... novamente, ainda é algo no pipeline.
Outra promessa do grafeno é sua eficácia para células fotovoltaicas. Quase transparente, bom condutor de calor e eletricidade, seu comportamento nesse uso é muito promissor. Os parques solares não são apenas mais baratos e eficientes que os atuais, mas também menos poluentes para sua fabricação. No futuro, poderíamos até usar roupas cujo exterior carregaria nosso celular graças ao grafeno. Mas, como as outras promessas, será em um futuro mais ou menos distante.
Resistente e condutivo
Alguns dos usos atuais e atuais do grafeno estão relacionados à sua resistência mecânica. Basta adicioná-lo a outros materiais para multiplicar sua resistência . Metais ou plásticos se beneficiam e esses compostos já são usados na tecnologia aeroespacial, construção ou dispositivos móveis. Já existe um primeiro composto de borracha para pneus que contém grafeno. A Perpetuus Carbon (UK) fabrica grafeno e desenvolveu um aditivo composto de borracha com o material mágico que já é usado em pneus de bicicleta e chega até carros.
Pneus de bicicleta com grafeno
Por outro lado, o grafeno é o melhor condutor de calor do mundo. Por ser forte e leve, é ideal para uso em peças que requeiram condução ou dissipação de calor. É sabido que pelo menos um grande fabricante de telefones celulares usa uma folha de grafeno para transportar o calor dos chips para áreas mais quentes dentro do celular.
Supercapacitores
Um uso visto rapidamente para o grafeno foi fazer capacitores. Um capacitor é um componente eletrônico que acumula carga elétrica. Ao contrário de uma bateria, praticamente não há perda entre a carga e a descarga. Além disso, esses uploads e downloads podem ser muito rápidos. Mas até recentemente não havia capacitores enormes: eles são supercapacitores.
Bonde chinês movido com supercapacitores de grafeno
Sua maior aplicação atual é em veículos elétricos. Mas muito maior que um carro ou uma motocicleta: ônibus, bondes ou trens. Quando um desses veículos movidos a eletricidade freia, seus motores geram uma enorme quantidade de energia em um tempo muito curto. Apenas um supercapacitor pode receber essa energia e armazená-la, pois as baterias precisam de mais tempo. E então entregue essa energia de volta para seguir em frente. A fabricante chinesa CRRC já possui dois modelos com grafeno. Um para ônibus, capaz de movê-lo até 10 quilômetros depois de carregar em apenas um minuto. Outro, para bondes, carrega em 30 segundos e move o bonde por até 6 quilômetros . Em sua fabricação está muito menos contaminado do que com materiais tradicionais, e não apresenta risco de explosão.
Para carros ou scooters
Zap & Go é uma empresa britânica que também fabrica supercapacitores com íons de carbono e grafeno. Seu objetivo é substituir muitas baterias de lítio atuais: em scooters, furadeiras, aspiradores ... ou automóveis. Iniciada como uma empresa paralela à Universidade de Oxford, está muito perto de onde nasceram as primeiras baterias de lítio, há 40 anos. Agora é a vez dessa nova tecnologia, mais barata de fabricar em larga escala, mais ecológica e segura e mais durável. Uma "bateria" de grafeno (supercapacitor) pode durar de 20 a 30 anos em uso normal.
Supercapacitores com grafeno e nanotubos de carbono
Outro fabricante de destaque é a German Skeleton Technologies. Eles patentearam um tipo de ultracapacitor que usa uma estrutura de nanotubo de grafeno. Eles foram os primeiros a adotar essa tecnologia e jogam com vantagem. Eles vendem "baterias" de tamanhos diferentes, e têm sido usadas em competições (KERS na F1 ou World Endurance), em alguns carros (sistema start-stop em semáforos) ou na Agência Espacial Européia para diferentes sistemas espaciais. Eles também se especializaram em grandes aplicações, por exemplo, para acumular energia em usinas eólicas. Quando está muito vento, o excesso de energia é conservado para que em momentos calmos possa continuar a ser enviada.
Como podemos ver, aos poucos vão chegando as aplicações do material “mágico” grafeno, embora algumas das mais esperadas ainda nos façam esperar.