Grafits unikke evne til at lede elektricitet, samtidig med at den afleder eller overfører varme væk fra kritiske komponenter, gør det til et fremragende materiale til elektroniske applikationer, herunder halvledere, elmotorer og endda produktion af moderne batterier.
Grafen er det, som forskere og ingeniører kalder et enkelt lag grafit på atomniveau, og disse tynde lag af grafen bliver rullet op og brugt i nanorør. Dette skyldes sandsynligvis den imponerende elektriske ledningsevne og materialets exceptionelle styrke og stivhed.
Dagens kulstofnanorør er konstrueret med et længde-til-diameter-forhold på op til 132.000.000:1, hvilket er betydeligt større end noget andet materiale. Udover at blive brugt i nanoteknologi, som stadig er ret nyt i halvledernes verden, skal det bemærkes, at de fleste grafitproducenter har fremstillet specifikke kvaliteter af grafit til halvlederindustrien i årtier.
2. Elektriske motorer, generatorer og generatorer
Kulstofgrafitmateriale bruges også ofte i elektriske motorer, generatorer og generatorer i form af kulbørster. I dette tilfælde er en "børste" en enhed, der leder strøm mellem stationære ledninger og en kombination af bevægelige dele, og den er normalt anbragt i en roterende aksel.
3. Ionimplantation
Grafit bruges nu oftere i elektronikindustrien. Det bruges også i ionimplantation, termoelementer, elektriske afbrydere, kondensatorer, transistorer og batterier.
Ionimplantation er en ingeniørproces, hvor ioner af et bestemt materiale accelereres i et elektrisk felt og rammes ind i et andet materiale som en form for imprægnering. Det er en af de grundlæggende processer, der anvendes i produktionen af mikrochips til vores moderne computere, og grafitatomer er typisk en af de typer atomer, der injiceres i disse siliciumbaserede mikrochips.
Udover grafits unikke rolle i produktionen af mikrochips, bruges grafitbaserede innovationer nu også til at erstatte traditionelle kondensatorer og transistorer. Ifølge nogle forskere kan grafen være et muligt alternativ til silicium i det hele taget. Det er 100 gange tyndere end den mindste siliciumtransistor, leder elektricitet meget mere effektivt og har eksotiske egenskaber, der kan være meget nyttige i kvanteberegninger. Grafen er også blevet brugt i moderne kondensatorer. Faktisk er grafen-superkondensatorer angiveligt 20 gange kraftigere end traditionelle kondensatorer (frigiver 20 W/cm3), og de kan være 3 gange stærkere end nutidens højtydende lithium-ion-batterier.
4. Batterier
Når det kommer til batterier (tørcellebatterier og lithium-ion-batterier), har kulstof- og grafitmaterialer også været afgørende her. I tilfælde af traditionelle tørcellebatterier (de batterier, vi ofte bruger i vores radioer, lommelygter, fjernbetjeninger og ure), er en metalelektrode eller grafitstang (katoden) omgivet af en fugtig elektrolytpasta, og begge er indkapslet i en metalcylinder.
Dagens moderne lithium-ion-batterier bruger også grafit – som anode. Ældre lithium-ion-batterier brugte traditionelle grafitmaterialer, men nu hvor grafen bliver mere tilgængelig, bruges grafenanoder i stedet – primært af to grunde; 1. grafenanoder holder bedre på energien, og 2. de lover en opladningstid, der er 10 gange hurtigere end et traditionelt lithium-ion-batteri.
Genopladelige lithium-ion-batterier bliver mere og mere populære i disse dage. De bruges nu ofte i vores husholdningsapparater, bærbar elektronik, bærbare computere, smartphones, hybridbiler, militærkøretøjer og også i luftfartsapplikationer.
Opslagstidspunkt: 15. marts 2021