Vďaka jedinečnej schopnosti grafitu viesť elektrinu a zároveň odvádzať alebo prenášať teplo od kritických komponentov je skvelým materiálom pre elektronické aplikácie vrátane polovodičov, elektromotorov a dokonca aj výroby moderných batérií.
Grafén je to, čo vedci a inžinieri nazývajú jednou vrstvou grafitu na atómovej úrovni a tieto tenké vrstvy grafénu sa zrolujú a používajú v nanotrubiciach. Je to pravdepodobne kvôli pôsobivej elektrickej vodivosti a výnimočnej pevnosti a tuhosti materiálu.
Dnešné uhlíkové nanorúrky sú konštruované s pomerom dĺžky k priemeru až 132 000 000:1, čo je výrazne viac ako u akéhokoľvek iného materiálu. Okrem použitia v nanotechnológii, ktorá je vo svete polovodičov stále pomerne nová, treba poznamenať, že väčšina výrobcov grafitu vyrába špecifické druhy grafitu pre polovodičový priemysel už desaťročia.
2. Elektromotory, generátory a alternátory
Uhlíkovo-grafitový materiál sa tiež často používa v elektromotoroch, generátoroch a alternátoroch vo forme uhlíkových kief. V tomto prípade je „kefa“ zariadenie, ktoré vedie prúd medzi stacionárnymi vodičmi a kombináciou pohyblivých častí a zvyčajne je umiestnené v rotujúcej hriadeli.
3. Implantácia iónov
Grafit sa v súčasnosti čoraz častejšie používa v elektronickom priemysle. Používa sa aj v implantácii iónov, termočlánkoch, elektrických spínačoch, kondenzátoroch, tranzistoroch a batériách.
Iónová implantácia je technický proces, pri ktorom sa ióny konkrétneho materiálu urýchľujú v elektrickom poli a narážajú do iného materiálu, čo je forma impregnácie. Je to jeden zo základných procesov používaných pri výrobe mikročipov pre naše moderné počítače a atómy grafitu sú zvyčajne jedným z typov atómov, ktoré sa vkladajú do týchto kremíkových mikročipov.
Okrem jedinečnej úlohy grafitu pri výrobe mikročipov sa inovácie na báze grafitu v súčasnosti používajú aj na nahradenie tradičných kondenzátorov a tranzistorov. Podľa niektorých výskumníkov by grafén mohol byť možnou alternatívou ku kremíku. Je 100-krát tenší ako najmenší kremíkový tranzistor, vedie elektrinu oveľa efektívnejšie a má exotické vlastnosti, ktoré môžu byť veľmi užitočné v kvantových výpočtoch. Grafén sa používa aj v moderných kondenzátoroch. V skutočnosti sú grafénové superkondenzátory údajne 20-krát výkonnejšie ako tradičné kondenzátory (uvoľňujú 20 W/cm3) a môžu byť 3-krát silnejšie ako dnešné vysokovýkonné lítium-iónové batérie.
4. Batérie
Pokiaľ ide o batérie (suché články a lítium-iónové), aj tu zohrali kľúčovú úlohu uhlíkové a grafitové materiály. V prípade tradičných suchých článkov (batérie, ktoré často používame v rádiách, baterkách, diaľkových ovládačoch a hodinkách) je kovová elektróda alebo grafitová tyč (katóda) obklopená vlhkou elektrolytickou pastou a obe sú zapuzdrené v kovovom valci.
Dnešné moderné lítium-iónové batérie tiež používajú grafit – ako anódu. Staršie lítium-iónové batérie používali tradičné grafitové materiály, avšak teraz, keď je grafén dostupnejší, sa namiesto neho používajú grafénové anódy – najmä z dvoch dôvodov: 1. grafénové anódy lepšie držia energiu a 2. sľubujú 10-krát rýchlejší čas nabíjania ako tradičná lítium-iónová batéria.
Nabíjateľné lítium-iónové batérie sú v dnešnej dobe čoraz populárnejšie. Často sa používajú v domácich spotrebičoch, prenosnej elektronike, notebookoch, smartfónoch, hybridných elektrických autách, vojenských vozidlách a tiež v leteckom priemysle.
Čas uverejnenia: 15. marca 2021