Јединствена способност графита да проводи електрицитет док истовремено расипа или преноси топлоту са критичних компоненти чини га одличним материјалом за електронске примене, укључујући полупроводнике, електромоторе, па чак и производњу модерних батерија.
Графен је оно што научници и инжењери називају једним слојем графита на атомском нивоу, а ови танки слојеви графена се намотавају и користе у наноцевима. То је вероватно због импресивне електричне проводљивости и изузетне чврстоће и крутости материјала.
Данашње угљеничне наноцеви су конструисане са односом дужине и пречника до 132.000.000:1, што је знатно веће него код било ког другог материјала. Поред тога што се користе у нанотехнологији, која је још увек прилично нова у свету полупроводника, треба напоменути да већина произвођача графита већ деценијама производи одређене врсте графита за полупроводничку индустрију.
2. Електромотори, генератори и алтернатори
Угљенично-графитни материјал се такође често користи у електромоторима, генераторима и алтернаторима у облику угљених четкица. У овом случају, „четкица“ је уређај који проводи струју између непокретних жица и комбинације покретних делова и обично је смештен у ротирајућем вратилу.
3. Јонска имплантација
Графит се сада све чешће користи у електронској индустрији. Користи се и у јонској имплантацији, термопаровима, електричним прекидачима, кондензаторима, транзисторима и батеријама.
Јонска имплантација је инжењерски процес у коме се јони одређеног материјала убрзавају у електричном пољу и ударају у други материјал, као облик импрегнације. То је један од основних процеса који се користе у производњи микрочипова за наше модерне рачунаре, а атоми графита су обично једна од врста атома који се убацују у ове микрочипове на бази силицијума.
Поред јединствене улоге графита у производњи микрочипова, иновације засноване на графиту сада се користе и за замену традиционалних кондензатора и транзистора. Према неким истраживачима, графен би могао бити могућа алтернатива силицијуму у потпуности. Он је 100 пута тањи од најмањег силицијумског транзистора, проводи струју много ефикасније и има егзотична својства која могу бити веома корисна у квантном рачунарству. Графен се такође користи у модерним кондензаторима. У ствари, графенски суперкондензатори су наводно 20 пута снажнији од традиционалних кондензатора (ослобађајући 20 W/cm3), а могу бити и 3 пута јачи од данашњих снажних литијум-јонских батерија.
4. Батерије
Када су у питању батерије (суве ћелије и литијум-јонске), угљенични и графитни материјали су и овде били кључни. У случају традиционалних сувих ћелија (батерија које често користимо у нашим радио-апаратима, батеријским лампама, даљинским управљачима и сатовима), метална електрода или графитни штап (катода) је окружен влажном електролитном пастом, а обе су капсулиране унутар металног цилиндра.
Данашње модерне литијум-јонске батерије такође користе графит — као аноду. Старије литијум-јонске батерије су користиле традиционалне графитне материјале, међутим, сада када графен постаје све доступнији, уместо њега се користе графенске аноде — углавном из два разлога; 1. графенске аноде боље држе енергију и 2. обећавају време пуњења које је 10 пута брже од традиционалне литијум-јонске батерије.
Пуњиве литијум-јонске батерије постају све популарније ових дана. Сада се често користе у нашим кућним апаратима, преносној електроници, лаптоповима, паметним телефонима, хибридним електричним аутомобилима, војним возилима, а такође и у ваздухопловству.
Време објаве: 15. март 2021.