グラフェンナノテクノロジーについて知っておくべきことは次のとおりです

Kartik Hajela著 • 2019年9月6日

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グラフェンは単層の炭素原子で構成されていますが、鋼鉄よりも強く、優れた電気伝導性と熱伝導性を備え、多用途でカスタマイズ可能で、驚くべき用途があります。 10年前にグラフェンが脚光を浴びて以来、大規模な商業化において大きな障害に直面してきた。

グラフェンはメタルエイド電池でどのように機能するのでしょうか?

今日私たちが目にしている電気革命は、主にリチウムイオン電池技術の大幅な進歩によるものですが、大規模な導入には、限られたエネルギー密度、特定の場所へのリチウム鉱石の集中、電池の廃棄時に発生する有害廃棄物など、複数のボトルネックがあります。金属空気電池は、電気自動車の大規模導入に対する持続可能かつ効率的なソリューションを提供します。金属空気電池は、負極として金属、正極として空気（酸素）、電解質として水を使用します。電池の空気極にはグラフェンロッドが使用されています。酸素を陰極として使用する必要があるため、陰極材料は空気を通すために多孔質である必要があり、グラフェンはこの特性に優れています。電極に使用されているグラフェンは、3 分の 1 のコストで電池効率を 5 倍高めることができます。

油吸着パッドにおけるグラフェンの使用とは何ですか?

油吸着パッド LSP20 は吸着材としてグラフェンを使用しています。グラフェンの多孔質構造がパッドの高い吸収能力の原因となっています。このパッドは非常に軽量で、吸収性が非常に高いため、油流出産業にとってコスト効率が高く持続可能なソリューションとなります。

2018年にNiti Aayogが発表した複合水管理指数（CWMI）報告書によると、21の主要都市が2020年までに地下水位をゼロにしようと競い合っており、1億人のアクセスに影響を与えている。しかし、この深刻な水危機は淡水資源に対するものであり、資源としての水は海水の形で豊富に入手可能ですが、現在の淡水化方法は非常に非効率であり、大量の化石燃料を消費します。

グラフェンの多くの注目すべき特性の中で、その疎水性はおそらく水処理に最も役立つ特性の 1 つです。グラフェンは本来水をはじきますが、そこに細い細孔ができると急速に水が浸透していきます。これは、特にこれらの微細孔を作成する技術が達成された後、水の濾過と脱塩にグラフェンを使用するというアイデアを引き起こしました。グラフェンシート (微細な穴が開けられたシート) は、水分子は通過させますが、汚染物質や物質の通過はブロックできるため、水のろ過方法として研究されています。グラフェンは軽量でサイズが小さいため、軽量でエネルギー効率が高く、環境に優しい浄水フィルターや脱塩装置の製造に貢献できます。

グラフェンの未来

しかし、インドの人口の12パーセントは、過剰な地下水汲み上げ、非効率で無駄な水管理システム、長年にわたる雨不足のせいで、すでに「デイゼロ」シナリオを生きている。 CWMIの報告書はまた、2030年までにこの国の水需要は利用可能な供給量の2倍になると予測されており、これは数億人にとって深刻な水不足となり、最終的には国のGDPが6％減少することを示唆していると述べている。

空気濾過は、グラフェンの特性が効率的で効果的な製品の開発につながるもう 1 つの主要な分野です。現在の空気浄化技術では吸着と濾過が使用されていますが、吸着材が飽和限界に達すると交換する必要があります。グラフェンナノ複合材は優れた吸着特性と濾過特性を備えているため、効果的なエアフィルターを実現します。