Grafeen bestaat uit een enkele laag koolstofatomen en kent toepassingen in de IT, elektronica en de cleantechsector. Ontdekkers André Geim en Konstantin Novoselov kregen in 2010 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun onderzoek naar het veelzijdige materiaal.
1. Zonnepanelen
Met het ultradunne grafeen zijn flexibele en transparante zonnecellen te maken. Bruikbaar om zonne-energie op te wekken met ramen of in displays van smartphones. Grafeen is bovendien in staat om een zeer groot deel van het lichtspectrum in zonnestroom om te zetten. Conventionele zonnepanelen behalen een vergelijkbare opbrengst alleen met gestapelde halfgeleiders in dure multi-junction zonnecellen.
2. Accu’s
Grafeen is een aantrekkelijk materiaal om de elektrische lading in accu’s over te dragen. Het nadeel is dat platte vellen grafeen snel samen plakken. Koreaanse onderzoekers bedachten een manier om het actieve oppervlak beter te behouden. Ze ‘frituurden’ waterdruppeltjes met daarin opgeloste stukjes grafeen. Het water explodeert en zo blijven grafeenballetjes over met een zeer open structuur. Accu-elektroden die uit de balletjes zijn gemaakt, hebben een 28 procent hogere capaciteit.
3. Drinkwater
Grafeen is nagenoeg volkomen lucht- en vloeistofdicht. Met enkele lichte aanpassingen is uit grafeen een zeer selectief membraan te maken. Het grafeenteam van André Geim aan de University of Manchester gebruikten die eigenschap om van zeewater drinkwater te maken. Het ontziltingsproces is energiezuinig en snel, vergelijkbaar met de doorlooptijd van filterkoffie.
4. Waterstof
Geim en zijn onderzoekers kwamen er ook achter dat grafeen geladen waterstofatomen doorlaat. Deze ontdekking is van groot belang voor de verdere ontwikkeling van brandstofcellen. Volgens het team is het zelfs mogelijk waterstof direct uit de lucht te winnen. Daarvoor is geen aardgas of elektriciteit nodig.
5. CO2-afvang
Koreaanse wetenschappers hebben van grafeen een filter gemaakt dat het broeikasgas CO2 uit de lucht kan halen. Naar eigen zeggen presteren deze membranen duizend maal beter dan bestaande toepassingen om koolstofdioxide af te vangen. De vastgelegde CO2 kan worden opgeslagen of is inzetbaar als grondstof voor de industrie.
Bron: Chemical & Engineering News, Tweakers | Foto: Nick@, via Flickr
