Европейский Союз активно финансирует и координирует исследования в области графена с 2013 года в рамках инициативы Graphene Flagship, которая стала крупнейшим исследовательским проектом Европы. Цель проекта — вывести графен из лабораторий и внедрить его в промышленные приложения. Graphene Flagship объединяет 13 исследовательских проектов, работающих над интеграцией графена и других двумерных материалов в различные сферы, от биомедицины и композитных материалов до электроники и энергетики.
Графен, впервые выделенный в 2004 году, представляет собой самый тонкий материал в мире, толщиной в один атом. При этом он прочнее стали и алмаза, обладает исключительной жесткостью, долговечностью и гибкостью, а также является отличным проводником тепла и электричества. Эти свойства делают графен перспективным материалом для множества применений, включая датчики, электронику, накопители энергии, автомобильную и авиационную промышленность.
В рамках Graphene Flagship реализуются два проекта, направленные на создание прорывных решений в области энергетики: GRAPHERGIA и ARMS. Проект GRAPHERGIA сфокусирован на разработке экологичных методов производства «сухих электродов» для устройств хранения энергии с использованием лазерных технологий для синтеза и функционализации графена. Проект нацелен на создание самозаряжающейся «умной» одежды, способной преобразовывать биомеханическую энергию в электрическую, и высокопроизводительных анодов для литий-ионных аккумуляторов, предназначенных для космических приложений.
GRAPHERGIA решает проблемы, связанные с современными подходами к созданию токопроводящего текстиля. В частности, разрабатывается лазерный процесс нанесения высококачественных графеновых электродов непосредственно на поверхность ткани, а также создается система управления питанием, способная преобразовывать дискретные импульсы напряжения от движения тела в стабильный постоянный ток. В области анодов для литий-ионных аккумуляторов GRAPHERGIA стремится заменить часть природного графита, который является дефицитным сырьем в Европе, графеном, полученным из недорогих материалов, включая биомассу. Проект разрабатывает демонстраторы «умной» одежды и графеновых литий-ионных аккумуляторов для космических аппаратов.
Проект ARMS нацелен на создание суперконденсаторов с высокой плотностью энергии, сохраняющих при этом высокую мощность, длительный срок службы и экологичность. ARMS использует графен и биоматериалы, а также технологию атомно-слоевого осаждения (ALD) для покрытия графеновых электродов ультратонкими слоями оксидов металлов. Это позволяет значительно повысить емкость и стабильность электродов. ARMS решает проблемы, связанные с компромиссами между плотностью энергии, мощностью, стоимостью и сроком службы, которые характерны для многих существующих разработок суперконденсаторов. Проект демонстрирует применение суперконденсаторов в беспроводных датчиках и дронах.
GRAPHERGIA и ARMS используют масштабируемые и экономически эффективные методы производства, а также экологически чистые материалы, что способствует снижению выбросов углерода, сокращению отходов и уменьшению зависимости от критически важных сырьевых материалов. Проекты соответствуют целям ЕС в области устойчивого развития и способствуют укреплению промышленного потенциала Европы в области производства и применения двумерных материалов. Инновационные технологии, разрабатываемые в рамках проектов GRAPHERGIA и ARMS, открывают путь к новому поколению устойчивых энергетических решений, способствуя созданию более чистого и энергоэффективного будущего.
+ There are no comments
Add yours