In dem Bemühen, sowohl in Australien als auch weltweit eine nachhaltige Graphen-zentrierte Industrie zu fördern, erzielte der ARC Graphene Research Hub der University of Adelaide Erfolge bei der Herstellung und Anwendung von Graphen.
Graphen, ein aus Kohlenstoff gewonnenes Nanomaterial, verfügt über außergewöhnliche Eigenschaften. Seine einzigartige Einzelatom-Kohlenstoff-Gitterkonfiguration verleiht ihm eine Festigkeit, die zweihundertmal höher ist als die von Stahl. Darüber hinaus weist es eine außergewöhnliche Leitfähigkeit sowohl für Wärme als auch für Elektrizität auf. Ein bemerkenswertes Merkmal von Graphen ist seine schiere Dünnheit in Kombination mit seiner leichten Beschaffenheit – ein bloßes Gramm dieses Materials kann ein ganzes Fußballfeld überspannen.
Darüber hinaus ermöglicht die Vielseitigkeit von Graphen eine nahtlose Integration seiner Eigenschaften mit anderen Materialien und Produkten, mit denen es kombiniert wird.
Professor Dusan Losic, Leiter der School of Chemical Engineering and Advanced Materials, hat mögliche Anwendungen von Graphen erforscht, insbesondere zur Verbesserung der Eigenschaften anderer Materialien.
Losic hob eine solche Anwendung hervor und sagte: „Zement, ein unverzichtbarer Baustoff, verursacht bei seiner Herstellung leider erhebliche Kohlendioxidemissionen. Unser Team hat herausgefunden, dass das Einbringen einer minimalen Menge Graphen in Zement die Kohlendioxidemissionen während seiner Herstellung und Anwendung erheblich verringert. Dies erhöht nicht nur die Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit des Zements, sondern stellt auch eine umweltfreundliche Alternative dar.“
Die Produktion von Graphen im industriellen Maßstab war jedoch in der Vergangenheit ein herausforderndes und kostspieliges Unterfangen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat der Graphene Research Hub in Zusammenarbeit mit seinem Branchenverbündeten First Graphene eine innovative elektrochemische Technik entwickelt. Bei dieser Methode wird Graphitgestein in Graphen umgewandelt, wodurch hochwertige Graphenpulver entstehen. Der Prozess soll kosteneffektiv, energieeffizient und umweltfreundlich sein und chemische Abfälle sowie einen hohen Arbeitsaufwand vermeiden.
First Graphene hat dieses Verfahren in seiner Produktionsanlage in Westaustralien geschickt weiterentwickelt. Sie stehen kurz davor, einer der weltweit führenden Graphenproduzenten zu werden und globalen Unternehmen hochwertiges Graphen zu wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten.
Was noch vor uns liegt
Ausgestattet mit diesen verbesserten Herstellungstechniken stellen Forscher neuartige mit Graphen angereicherte Produkte und Technologien her. Diese Innovationen zielen darauf ab, drängende Herausforderungen in Sektoren wie Energie, Umwelt, Klimawandel und Landwirtschaft anzugehen. Aktuelle Projekte umfassen Biosensoren, die hochleitfähige Graphentinten zur Krankheitsdiagnose einsetzen, Schutzbeschichtungen, fortschrittliche Energiespeichergeräte und innovative Adsorbentien auf Graphenbasis, die in der Lage sind, giftige Schadstoffe aus Boden und Wasser zu entfernen.
Das dynamische Ensemble des ARC Graphene Research Hub soll diese bahnbrechenden Ideen vorantreiben und das Wachstum einer nachhaltigen Graphenindustrie im ganzen Land vorantreiben.