«Зелёный» Графен? Насколько экологичен этот материал.

Графен — экологичный материал? Этот вопрос возникает все чаще. «Зеленые» проекты и борьба с выбросами углекислого газа в Европе и США набирает обороты, постепенно втягивая в этот процесс остальную часть мира. Однако с увеличением внимания к экологическим проектам и способам борьбы с выбросами CO2, возникает законный вопрос об экологичности предлагаемых вариантов.

Краткий ответ — нет

Согласно отчету IDTechEx «Оценка рынка графена и 2D-материалов на 2023–2033 годы», мощность производства графена легко переходит порог в 12 000 тонн в год. Почти все это происходит из графитового сырья, при этом доминируют производственные процессы — расслоение жидкой фазы и окисление-восстановление. Каждый процесс будет иметь различное влияние, учитывая энергоэффективность, потребности в воде и используемые химические вещества, но, учитывая исходное сырье и общий подход, IDTechEx не считает, что графен можно назвать «зеленым материалом».

Длинный ответ — нет, но…

Несмотря на вышесказанное, есть несколько аргументов в пользу экологичности графена.

1. Меньшая занимаемая площадь и меньшая нагрузка по сравнению с традиционными добавками. Об этом заявляют некоторые компании, по сравнению с их нефтехимическими аналогами, такими как технический углерод, они имеют меньший выброс CO2 на тонну, а высокая производительность приводит к более низкой нагрузке.

2. Можно ли использовать альтернативное сырье? Это растущая тенденция, когда несколько компаний начинают использовать отходы, побочные продукты или возобновляемые материалы, а в некоторых случаях сочетают это с производством водорода. Большинство из них находятся на ранней стадии своего коммерческого пути и столкнутся с проблемами, связанными с бизнес-моделью и последовательностью продуктов, но, безусловно, это та область, за которой стоит следить, поскольку они продвигают свое «зеленое» решение.

3. Может ли графен стать решением для устойчивого развития? Устойчивое развитие является ключевым фактором во многих секторах, и по мере того, как давление растет, а вместе с ним и потребность, это дает возможность для внедрения графена.

Во-первых, и это наиболее очевидно, литий-ионные аккумуляторы составляют основную часть быстро развивающегося рынка накопителей энергии. На сегодняшний день графен играет минимальную роль в этом секторе, но, глядя на следующее поколение химии, кремниевые аноды получат широкое распространение, а графен демонстрирует себя как потенциальное решение; И прежде чем пойдут споры, следует отметить, что графен — это всего лишь один из вариантов в исключительно конкурентной и хорошо финансируемой области. Существует множество других областей накопления энергии, в которых графен применим, но ни одна из них не обладает таким же потенциалом, как Li-S (технология, испытывающая трудности), свинцово-кислотные батареи (ограниченный рост), ион алюминия (ранняя стадия) и суперконденсаторы (развивающаяся технология)).

Зеленые полимеры являются ключевой темой, которая изучается от упаковки до трубопроводов. Как переработанные пластмассы, так и биопластики имеют проблемы с их механическими характеристиками по сравнению с первичным материалом. Здесь изучался графен в качестве добавки, и, если он будет принят, это даст возможность очень больших объемов. Исследования в этой области ведутся, но это не так просто, поскольку производственный процесс и цена имеют больше значение.

Экологичен ли графен

Ещё шумиха вокруг графена связана с бетоном. Потенциал наноуглеродов для улучшения производительности и значительного снижения потребности в цементе был известен давно, но в последнее время он получил значительное распространение благодаря дополнительным исследованиям и демонстрациям. Многие производители графена видят в этом перспективу отрасли и соответствующим образом позиционируют свой бизнес. Потенциальный объем продаж, конечно, огромен, но это очень консервативная отрасль с очень хорошей маржой, за которую приходится бороться. Если заказы поступят, они изначально будут для очень специфических вариантов использования, и если этот опыт будет успешен, возникнет другой вопрос, у кого будет достаточно мощностей? Многие говорят о легком масштабировании процесса, но это не происходит в один момент.

Есть несколько других применений графена улучшающие экологические факторы, включая фильтрационные мембраны, устойчивую электронику и замену токсичных добавок. Каждое направление отличается и находится на разных этапах коммерциализации графена.

Как видно, ответ на вопрос, является ли графен экологичным, более многогранен, чем может показаться. Этот вопрос будет актуален в течение многих лет, поскольку индустрия графена вступает в очередную фазу своего коммерческого развития.

Источник: IDTechEx.

aKa Ka3aK
Поделится: