O grafenie od dawna mówi się jako o materiale przyszłości, a jego produkcja i sprzedaż systematycznie rośnie. Obecnie jednak jego przyszłość stoi pod znakiem zapytania w związku z ekologią, która wkracza we wszystkie sfery naszego życia. Pora więc odpowiedzieć na pytanie: czy grafen jest materiałem przyjaznym środowisku?
Na pytanie, czy grafen jest materiałem przyjaznym środowisku, odpowiadają eksperci firmy IDTechEx w tekście opublikowanym na łamach portalu Coatings World.
Krótka odpowiedź: nie
Większość produkowanego na świecie grafenu otrzymywana jest z grafitu poprzez eksfoliację w fazie ciekłej oraz procesy utleniania i redukcji. Każda z tych metod oddziałuje na środowisko w różny sposób w zależności od wydajności energetycznej, zapotrzebowania na wodę oraz zastosowanych chemikaliów. Ogólnie rzecz biorąc jednak, ze względu na surowiec i podejście, według IDTechEx nie sposób nazwać grafenu „zielonym materiałem”.
Długa odpowiedź: nie, ale…
Jak przekonują eksperci, jest jednak kilka kwestii, które sprawiają, że z punktu widzenia ochrony środowiska grafen nie jest na zupełnie straconej pozycji. Na przykład:
- Niższy ślad węglowy niż w przypadku innych, podobnych dodatków. Część firm potwierdziło, że w porównaniu ze składnikami pochodzenia petrochemicznego, takimi jak carbon black, grafen wykazuje niższy ślad węglowy w przeliczeniu na tonę.
- Alternatywne surowce. Część wytwórców bada możliwości wykorzystania w tej roli m.in. odpadów, produktów ubocznych czy materiałów odnawialnych. W kilku przypadkach proces połączono z produkcją wodoru. Technologie te są jeszcze we wczesnych fazach badań i na drodze do komercjalizacji czeka je wiele przeszkód, warto jednak śledzić ich rozwój.
- Korzyści ze stosowania grafenu z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju. Jest wiele zastosowań, w których grafen może zrobić wiele dobrego, jak choćby:
- akumulatory litowo-jonowe – obecnie grafen odgrywa na tym rynku marginalną rolę, jednak jest jednym z potencjalnych materiałów, które już wkrótce mogą nabrać na znaczeniu; rozważa się także jego wykorzystanie w innych obszarach zastosowań związanych z magazynowaniem energii,
- „zielone” polimery – rozwijane obecnie biotworzywa oraz tworzywa z recyklingu charakteryzują się niewystarczającą wytrzymałością; grafen jest w tym wypadku rozważany jako wzmacniający tworzywo dodatek, jego wykorzystanie wymagałoby jednak dostosowania procesu produkcyjnego oraz wiązałoby się z wyższymi kosztami,
- materiały budowlane – grafen może pomóc w rozwiązaniu problemu betonu, którego główny składnik, cement, jest jednym z głównych źródeł dwutlenku węgla emitowanego na świecie; propozycja wykorzystania w tym przypadku nanorurek pojawiła się już jakiś czas temu, jednak ze względu na konserwatywny charakter branży wciąż nie przebiła się do powszechnej świadomości. Według ekspertów pierwsze zamówienia na grafen z tego obszaru będą dotyczyły raczej specyficznych zastosowań.
Oprócz tego mówi się również o wielu innych potencjalnych wykorzystaniach grafenu – na przykład w branży membran filtrujących, zrównoważonej elektroniki oraz jako alternatywy dla toksycznych dodatków. Poszczególne obszary różnią się, jeśli chodzi o obecną fazę komercjalizacji grafenu.
Przyszłość grafenu
Jak widać więc, odpowiedź na pytanie, czy grafen jest czy nie jest przyjazny środowisku, nastręcza pewnych problemów. Z opinii ekspertów wynika, że to, w jakim stopniu materiał ten odnajdzie się na obecnym, ukierunkowanym na zrównoważony rozwój rynku, w dużej mierze zależeć będzie od zastosowanych technologii.
Więcej na temat grafenu oraz jego obecnej fazy na drodze do komercjalizacji przeczytać można w najnowszym raporcie IDTechEx. Tutaj znajduje się jego omówienie.
Źródło: coatingsworld.com