Nous savons que le graphène est une feuille de carbone d'un seul atome d'épaisseur avec des propriétés uniques. Il a une structure cristalline hexagonale monocouche et est 200 fois plus résistant que l'acier. Il est cinq fois plus léger que l'aluminium et possède des propriétés électriques ou thermiques uniques. Depuis sa découverte, nous avons entendu des promesses sur la façon dont il révolutionnera de nombreuses technologies, et dans certains cas, il l'a fait. Et combien de ces promesses restent à tenir aujourd'hui?
Toujours en attente ...
Le graphène est idéal pour les écrans tactiles , les OLED ou les LCD, mais personne n'a encore franchi le pas. Bien sûr, tout le monde est clair qu'à l'avenir, nous aurons du papier électronique au graphène. Egalement des écrans mobiles ultralégers avec ce matériau, mais ... pas encore.
Sa curieuse perméabilité à l'eau, mais son imperméabilité à la plupart des autres liquides et gaz, le rendent idéal pour la fabrication de filtres. Bientôt, de nombreux projets ont vu le jour pour construire des usines de dessalement avec du graphène. Il sera très important pour de nombreuses régions du monde de pouvoir obtenir facilement de l'eau douce. Mais aucun de ces filtres n'est encore sorti d'un laboratoire .
Écran OLED flexible expérimental
Nous savons que la fibre de carbone est beaucoup utilisée pour la structure des avions, et la prochaine étape sera le graphène . Très résistant, ses propriétés électriques amélioreront la résistance à la foudre. Et étant en soi un capteur d'efforts, en plus d'autres avantages. Un avion a environ 100 kilomètres de câble et le graphène dans la structure pourrait économiser le plus. Mais ... encore une fois, c'est encore quelque chose en préparation.
Une autre promesse du graphène est son efficacité pour les cellules photovoltaïques. Quasiment transparent, bon conducteur de chaleur et d'électricité, son comportement dans cet usage est très prometteur. On prévoit non seulement des parcs solaires moins chers et plus efficaces que les parcs actuels, mais aussi moins polluants à fabriquer. À l'avenir, nous pourrions même porter des vêtements dont l'extérieur rechargerait notre mobile grâce au graphène. Mais, comme les autres promesses, ce sera dans un avenir plus ou moins lointain.
Résistant et conducteur
Certaines des utilisations actuelles et actuelles du graphène sont liées à sa résistance mécanique. Ajoutez-le simplement à d'autres matériaux pour multiplier sa résistance . Les métaux ou les plastiques en bénéficient et ces composés sont déjà utilisés dans la technologie aérospatiale, la construction ou les appareils mobiles. Il existe déjà un premier composé de caoutchouc pour pneus contenant du graphène. Perpetuus Carbon (UK) fabrique du graphène et a développé un additif composé de caoutchouc avec le matériau magique qui est déjà utilisé dans les pneus de vélo et atteindra les voitures.
Pneus de vélo avec graphène
D'autre part, le graphène est le meilleur conducteur de chaleur au monde. Comme il est également solide et léger, il est idéal pour une utilisation sur des pièces qui nécessitent une chaleur conductrice ou dissipatrice. On sait qu'au moins un grand fabricant de téléphones portables utilise une feuille de graphène pour amener la chaleur des puces vers des zones plus chaudes à l'intérieur du mobile.
Supercondensateurs
Une utilisation rapidement vue du graphène était de fabriquer des condensateurs. Un condensateur est un composant électronique qui accumule une charge électrique. Contrairement à une batterie, il n'y a pratiquement aucune perte entre la charge et la décharge. De plus, ces téléchargements et téléchargements peuvent être très rapides. Mais jusqu'à récemment, il n'y avait pas d'énormes condensateurs: ce sont des supercondensateurs.
Un tramway chinois déplacé avec des supercondensateurs en graphène
Sa plus grande application actuelle est dans les véhicules électriques. Mais beaucoup plus gros qu'une voiture ou une moto: bus, tramways ou trains. Lorsqu'un de ces véhicules électriques freine, ses moteurs génèrent une énorme quantité de puissance en très peu de temps. Seul un supercondensateur peut recevoir cette énergie et la stocker, car les batteries ont besoin de plus de temps. Et puis restituer cette énergie pour commencer. Le fabricant chinois CRRC a déjà deux modèles avec du graphène. Un pour les bus, capable de le déplacer jusqu'à 10 kilomètres après avoir été rechargé en une minute seulement. Un autre, pour les tramways, se recharge en 30 secondes et déplace le tram jusqu'à 6 kilomètres . Dans sa fabrication, il est beaucoup moins contaminé que les matériaux traditionnels, et ils ne présentent aucun risque d'explosion.
Pour les voitures ou les scooters
Zap & Go est une société britannique qui fabrique également des supercondensateurs avec des ions carbone et graphène. Son objectif est de remplacer de nombreuses batteries au lithium actuelles: dans les scooters, les perceuses, les aspirateurs ... ou les voitures. Créées en parallèle à l'Université d'Oxford, elles sont très proches de l'endroit où les premières batteries au lithium sont nées il y a 40 ans. Vient maintenant au tour de cette nouvelle technologie, moins chère à fabriquer à grande échelle, plus verte et plus sûre et plus durable. Une "batterie" au graphène (supercondensateur) peut durer de 20 à 30 ans en utilisation normale.
Supercondensateurs avec graphène et nanotubes de carbone
Un autre fabricant de premier plan est l'Allemand Skeleton Technologies. Ils ont breveté un type d'ultracondensateur qui utilise une structure de nanotubes de graphène. Ils ont été parmi les premiers à se lancer dans cette technologie , et ils jouent avec un avantage. Ils vendent des "batteries" de tailles différentes, et ils ont été utilisés en compétition (KERS en F1 ou World Endurance), dans certaines voitures (système start-stop aux feux tricolores) ou à l'Agence spatiale européenne pour différents systèmes spatiaux. Ils se sont également spécialisés dans les grandes applications, par exemple pour accumuler de l'énergie dans les éoliennes. Lorsqu'il y a beaucoup de vent, l'excès d'énergie est conservé afin que, dans les moments calmes, il puisse continuer à être envoyé.
On le voit, peu à peu les applications du matériau «magique» graphène arrivent , même si certaines des plus attendues vont encore nous faire attendre.