Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Przyjęcie przez Chiny grafenu w zaawansowanych technologicznie aplikacjach

ghost666 03 Oct 2022 20:21 651 0
  • Przyjęcie przez Chiny grafenu w zaawansowanych technologicznie aplikacjach
    Z-10 na Międzynarodowej
    Wystawie Lotnictwa i Kosmonautyki
    w Chinach w 2012 roku.
    Grafen od lat wzbudza zainteresowanie w wielu zaawansowanych technologicznie zastosowaniach, ale wiele z rozwiązań komercyjnych dotyczy mniej wyszukanych opcji i łatwiej dostępnych na rynku. Materiał ten zaczyna obecnie penetrować sektor zaawansowanych technologii, a Chiny są jednym z krajów przodujących w implementacji coraz bardziej rozbudowanych produktów grafenowych na poziomie komercyjnym i posiadają jeden z największych udziałów w światowym rynku w nawiązaniu do danego budulca.

    Nie jest to niespodzianką, ponieważ region ten przez lata zainwestował bardzo dużo w tę branżę, a wiele osób spoza sektora akademickiego zna tam grafen. Z tego też względu przyjęcie na rynku spotkało się z większym zainteresowaniem niż w innych częściach świata. W poniższym artykule przyjrzymy się niektórym zaawansowanym technologicznie aplikacjom grafenu, które pojawiły się już w Chinach.

    Aplikacje obronne

    Informacje dotyczące chińskich zastosowań obronnych i wojskowych zawsze były utrzymywane w ścisłej tajemnicy, więc ta sekcja jest najmniej klarowna. Jednak choć nigdy nie zostało to zweryfikowane niezależnie (z powodów podanych powyżej w związku z niedostępnymi informacjami), ogłoszono, że śmigłowiec szturmowy Z-10 Armii Ludowo-Wyzwoleńczej został wzmocniony dodatkowym opancerzeniem grafenowym.

    Poprzednie modele nie miały takiej ochrony ze względu na ograniczenia wagowe. Jednak uważa się, że niewielki ciężar grafenu umożliwił dodanie tego dodatkowego pancerza do helikoptera w celu zabezpieczenia kokpitu i zbiorników paliwa. Chociaż ujawniono to jakiś czas temu, nie ma jeszcze żadnych potwierdzeń, czy cała flota śmigłowców szturmowych Z-10 posiada nowy, grafenowy pancerz, czy też był to raczej jednorazowy pokaz.

    Technologie baterii

    Biorąc pod uwagę potrzebę zwiększania gęstości energii i skracania czasu ładowania, nanomateriały zaczęły być coraz chętniej stosowane w akumulatorach, szczególnie pojazdów elektrycznych (EV), a wśród nich grafen. Podczas gdy coraz więcej globalnych firm zaczęło zwracać uwagę na akumulatory grafenowe, pierwszy takowy i komercyjny pochodzi z Chin od Grupy Gac. Wykorzystuje ona grafen w bateriach swoich SUV-ów Aion V, a samochody te mają trafić do obiegu do końca 2022 roku. Podczas gdy inne ogniwa z grafenem są nadal opracowywane dla pojazdów elektrycznych na całym świecie, to już wiadomo, że nie wejdą one na rynek jeszcze przez kilka lat.

    Chociaż wspomniane wyżej samochody są największym potencjalnym obszarem zbytu, to w ciągu ostatnich paru lat pojawiło się również kilka ogniw grafenowych o odmiennym zastosowaniu. Wiele innych wypuszczonych konstrukcji nie jest oparte na technologii litowo-jonowej, jak akumulatory sektora EV, są to raczej struktury kwasowo-ołowiowe wzbogacone grafenem. Jednym z przykładów jest jednostka z serii TNEH Deep Cycle Black Gold firmy Tianneng, kolejna to 6-DZF-22.8 od Xupai Power Co., a jeszcze inna to samochodowy Black Gold wydany przez Chaowei Power Co. Kilka lat temu sugerowano również, że Beijing Carbon Century Technology rozwija baterie AA ulepszone grafenem, ale od tego czasu nie słyszano zbyt wiele informacji na temat ich komercjalizacji.



    Warto jednak zauważyć, że chociaż w Chinach zrodziło się wiele szeroko dostępnych opracowań ogniw, na przestrzeni lat pojawiły się doniesienia, że ​​niektóre z nich wykorzystują materiały grafitowe zamiast grafenu (istnieją ścisłe definicje tego, co stanowi ten ostatni na podstawie liczby warstw w budulcu). Jest więc możliwe, że nie wszystkie z przedstawionych konstrukcji są: „bateriami grafenowymi” per se, choć będą sprzedawane jako takie. A biorąc pod uwagę, że informacje w Chinach nie zawsze łatwo jest zweryfikować, ciężko jest ustalić, czy twierdzenia, że ​​​​firma używa grafenu w swoich bateriach są prawdziwe. Dopóki nowe dane nie sugerują inaczej, musimy zaakceptować to, co mówi producent, jeśli chodzi o użytek danego materiału w różnych technologiach baterii.

    Smartfony

    Smartfony to największy komercyjny sektor, w którym chińskie firmy wykorzystywały do ​​tej pory grafen. Urządzenia te są dostępne nie tylko na rynku danego kraju, ale i na całym świecie. Biorąc pod uwagę powszechność chińskich smartfonów w światowym obiegu, znacznie łatwiej jest zweryfikować twierdzenia dotyczące zastosowania grafenu w technologiach tego typu w porównaniu z innymi obszarami.

    Zainteresowanie użytkiem danego budulca w smartfonach i innych podobnych urządzeniach (tablety itp.) było duże. Początkowo sądzono, że właściwość przezroczystości optycznej grafenu może być szeroko wykorzystywana w wyświetlaczach, a przewodność elektryczną jako doskonały nośnik ładunku uda się spożytkować w bateriach do smartfonów. Zainteresowanie to zwiększyło się jeszcze, gdy zaczęto wprowadzać pierwsze składane telefony.

    Chociaż istnieją już prototypy baterii i wyświetlaczy grafenowych, które zostały stworzone przez firmy produkujące smartfony, materiał ten został przyjęty w chińskich telefonach w ich... systemach chłodzenia. Oprócz innych właściwości grafen posiada również bardzo wysoką przewodność cieplną, a także stabilność termiczną. Po połączeniu tego z jego niewielkim wymiarem okazało się, że jest to mały, ale skuteczny środek chłodzący dla wysokotemperaturowych urządzeń elektronicznych i może być używany wraz z istniejącymi systemami chłodzenia, aby poprawić ich efekty w zakresie rozpraszania ciepła. Ponieważ smartfony stają się coraz mniejsze, a efektywne działanie systemów chłodzenia grafenem jest bardziej zauważalne, prawdopodobnie powstanie ich więcej. Gdyż wiele firm chce miniaturyzować swoje sprzęty, a zakres ich zastosowania może wykraczać poza przenośną elektronikę.

    Przyjęcie przez Chiny grafenu w zaawansowanych technologicznie aplikacjach
    Jeśli chodzi o to, gdzie grafen był widziany już komercyjnie, trzeba wspomnieć markę Huawei, która jako pierwsza zastosowała dany budulec w układach chłodzenia swojego Mate 20X i od tego czasu użytkuje podobne systemy w innych modelach. Mate 20X został początkowo wybrany w 2018 roku, ponieważ był to bardziej niszowy telefon do gier o mniejszej skali produkcji. System chłodzenia okazał się skuteczny, więc od tego czasu firma rozszerzyła wykorzystanie mechanizmów opartych na grafenie w swoim Mate P30 Pro (smartfon skierowany bardziej do ogółu społeczeństwa), a także w jednym z własnych tabletów ― MatePad Pro 5G.

    Chociaż Huawei jest największą firmą telekomunikacyjną (na świecie), która używa grafenu — i ma najbardziej okazały udział w rynku tego materiału w smartfonach — sukces marki skłonił inne chińskie przedsiębiorstwa produkujące telefony do zastosowania ów ujęcia w swoich systemach chłodzenia. Na przykład w 2021 roku, ZTE wprowadziło do obiegu urządzenie Axon 30 z układem rozpraszania ciepła z kompozytem grafenowym, a Realme wypuściło w tym roku swój smartfon z serii GT2, który zawiera ten budulec w części mechanizmu chłodzącego.

    Wiele telefonów (i jeden model tabletu) już teraz używa grafenu w systemie schładzania. Jednak obecnie jest dość mało prawdopodobne, aby dany materiał był wykorzystywany w innych obszarach smartfonów, takich jak baterie czy wyświetlacze, a także w większych układach chłodzenia systemów elektronicznych (np. w laptopach). Nie można powiedzieć, gdzie i kiedy nastąpią kolejne komercyjne przełomy w tym zakresie, ale z pewnością bardziej niż możliwe jest to, że niektóre z nich zostaną stworzone i wdrożone w Chinach w nadchodzących latach, biorąc pod uwagę już dokonane inwestycje i komercyjny sukces grafenu w smartfonach (i innych technologiach) zrodzony w danym kraju.

    Źródło: https://www.eetimes.com/chinas-adoption-of-graphene-for-high-tech-applications/

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 11403 posts with rating 9631, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.