Grafen – materijal za bolju budućnost

Marko Kralj

Institut za fiziku, Zagreb & Centar izvrsnosti za napredne materijale i senzore, Zagreb mkralj.ifs.hr | mkralj@ifs.hr @ Schrack info dani 2015, Zagreb

Grafen

Pčelinje saće, “chicken wire”, …

Grafen je jedan atomski sloj grafita, ugljikovi atomi vezani u strukturi pčelinje saće sp2 hibridizirano pakiranje

Kontrolirana izolacija grafena iz grafita

Istaknuta svojstva grafena

(1) Teniska ili pingpong loptica, (2) Elektron u običnom metalu (npr. bakar), (3) Elektroni u grafenu

• Izoliran kao zasebna ravnina 2004.

• Nobelova nagrada dodijeljena 2010.

• EU pokreće 1×109 EUR program Graphene flagship (2013-2023)

• Ključni Samsungov patent 2014.

Primjene

Touch screen Grafen vs. sadašnja ITO tehnologija (In2O3 + SnO2) Vodljiv, proziran, savitljiv vs. Vodljiv, djelomično proziran, krhak, toksičan

Baterije

Baterije pretvaraju pohranjenu kemijsku energiju u električnu energiju. Punjive baterije mogu na temelju reverzibilne kemijske reakcije ostvariti višestruke radne cikluse. Današnja tehnologija uključuje različite vrste kemija uz različite tipove elektroda, npr.: Zn/MnO2, Li/CrO2, Zn/Ag. Razlikuju se po cijeni i limitima u kapacitetu i gustoći pohrane (npr. po jedinici mase). Grafen – npr. grafen elektroda u Li-S baterijama, 0.4 kWh/kg, daje ~800 km po jednom punjenju

Baterije

Optoelektronika

solarne ćelije

organske LED diode i fotodetektori

Optoelektronika, telekomunikacije

Hvala na pažnji