Grafen – was ist das? Anwendung von Graphen in Heizsystemen

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf eines der faszinierendsten Materialien, das Graphen ist. Was ist es und welche Eigenschaften hat es? Welche Anwendungen von Graphen werden derzeit in Heizsystemen erforscht und umgesetzt? Wir laden Sie zur Lektüre ein.

Graphen – was ist das und wie entsteht es? Einführung in das Thema

Kohlenstoff ist eines der chemischen Elemente. Es ist erwähnenswert, dass es in verschiedenen Strukturen vorkommt, die als allotrope Formen bezeichnet werden, wie Diamant, Graphit, Fullerene oder eben Graphen. Allotropie von Kohlenstoff ist ein faszinierendes Thema, und jede seiner Formen hat einzigartige Eigenschaften.

Graphen ist ein einlagiges Material, das aus Kohlenstoffatomen besteht, die in einer Struktur angeordnet sind, die an Honigwaben erinnert. Wichtig ist, dass es sich um eine Kohlenstoffform handelt, die dem Graphit ähnelt, aber nur eine Atomdicke hat.

Die Prozesse zur Verarbeitung von Graphen, wie Delaminierung, Ultraschall und Plasma-Behandlung, steuern den Zerfall von Graphit und erzeugen Graphenflocken. Obwohl die Delaminierungsmethode die Herstellung von hochwertigen Graphenflocken ermöglicht, ist sie jedoch nicht für die industrielle Massenproduktion geeignet. Plasma- und Ultraschallbehandlungstechniken ermöglichen hingegen die Herstellung erheblicher Mengen an Graphenoxid, reduziertem Graphenoxid und Graphen-Nanoplattformen.

Graphen – Eigenschaften und Anwendungen

Die Eigenschaften von Graphen machen es zu einem Material mit enormem Potenzial. Seine einlagige Struktur verleiht ihm hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit, was es zu einem idealen Kandidaten für Anwendungen in verschiedenen Bereichen, einschließlich der Heiztechnik, macht.

Was zeichnet Graphen noch aus? Eigenschaften, die es wert sind, bekannt zu werden, sind:

• es hat einen niedrigen Widerstand,
• zeigt eine sehr hohe Elektronenmobilität bei Raumtemperatur, wobei nur eine Streuung an Phononen angenommen wird;
• erreicht eine Elektronenflussgeschwindigkeit von 1/300 der Lichtgeschwindigkeit,
• ist praktisch transparent – eine Schicht mit einer Dicke von einem Atom absorbiert nur 2,3% des weißen Lichts,
• hat über 100-mal höhere Festigkeit als Stahl mit derselben Dicke und ist gleichzeitig so flexibel, dass es ohne Schaden um bis zu 20% gedehnt werden kann;
• eine Membran aus oxidiertem Graphen ist undurchlässig für Gase, sogar für Heliumatome, während sie gleichzeitig Wasser (H2O) vollständig durchlässt. Dies eröffnet die Möglichkeit, Graphen zur Filtration bei Raumtemperatur zu verwenden, zum Beispiel zur Erhöhung der Alkoholkonzentration, ohne auf traditionelle Destillation oder Gefriertrocknung zurückgreifen zu müssen.

Infolgedessen ist auch die Anwendung von Graphen breit und vielfältig. Diese Kohlenstoffform, als hervorragender elektrischer Leiter, wird in der Herstellung schneller und effizienter elektronischer Schaltungen eingesetzt. Doch das ist nur die Spitze des Eisbergs, denn dieses Element hat das Potenzial, viele Aspekte der Gesundheitsversorgung, des Bauwesens oder der Drucktechnik weiter zu transformieren. Graphen in der Medizin wird beispielsweise für Diagnosen oder die Regeneration von Geweben verwendet.

Graphenoxid kann als Zusatz zu Kunststoffen dienen und Anwendung in Polymeren finden, die mit Glasfaser verstärkt sind, sowie in Beton, um deren Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus sind verschiedene Formen von Graphenmaterialien für den Einsatz in Schutzbeschichtungen geeignet. Eigenschaften und Anwendungen von Graphen umfassen auch die Drucktechnik. Forscher haben erfolgreich eine effektive Technik entwickelt, um Graphen auf Folie aufzubringen, indem sie eine innovative Plattentechnologie verwenden, die es ermöglicht, hochwertiges Graphen auf große Flächen zu übertragen.

Graphen – Anwendung in Heizsystemen

Die neueste Anwendung von Graphen in der Heiztechnik scheint eine hervorragende Idee zu sein, da diese allotrope Kohlenstoffform Wärme sehr gut leitet. Graphen ermöglicht die Schaffung flexibler Heizstrukturen, die sich leicht an die Form der Oberflächen anpassen können, auf die sie aufgebracht werden. Diese Flexibilität würde eine präzisere und gleichmäßigere Erwärmung verschiedener Bereiche ermöglichen.

Darüber hinaus ermöglicht Graphen in der Heiztechnik eine schnellere Erreichung der gewünschten Temperatur. Dank der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit können auf Graphen basierende Systeme Wärme effektiv verteilen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, lange auf die Erreichung der optimalen Raumtemperatur zu warten.

Eigenschaften und Anwendung von Graphen in Heizfolien – unerfüllte Vision?

Die Vision von flexiblen Heizfolien mit einer Graphenmatrix, die wir auf Oberflächen beliebiger Form anbringen können, ist sehr attraktiv und regt zum Nachdenken an. Aber ist sie wahr? Bereits jetzt findet man in Online-Auktionen und Geschäften Produkte, die als Heizfolien mit Graphen gekennzeichnet sind. Fragen an die Verkäufer dieser Geräte über die Menge an Graphen, die auf der Matrix vorhanden ist, bleiben leider unbeantwortet. Warum?

Es ist nichts anderes als ein Marketingtrick, und Termofol, als Experte für moderne Heiztechniken, kann das beweisen. Man muss nur den Preis des Materials betrachten. Derzeit liegt er zwischen 50 und 200 Dollar pro Gramm Graphen. Man kann sich also vorstellen, dass der Preis einer Heizfolie mit einer Graphenmatrix mehrere Male höher wäre als der Preis einer Folie, die beispielsweise im Termofol-Shop erhältlich ist. Zum Beispiel präsentieren wir das Angebot eines Online-Shops für "Graphen-Heizfolie für Infrarot", deren Kosten 428 Zloty betragen. Wenn in diesem Gerät überhaupt Graphen enthalten ist, dann ist es so wenig, dass seine Anwesenheit sicherlich nichts ändert.

Heizsysteme von Termofol. Zusammenfassung

Graphen hat in Polen einen gewissen außergewöhnlichen Reiz, da es vor einigen Jahren zum Objekt intensiven Medieninteresses wurde. Heutzutage nutzen viele Unternehmen, die sich auf den Verkauf von Heizfolien spezialisiert haben, den "Ruhm" dieser Kohlenstoffform, um ihre Produkte als die modernsten und effektivsten zu bewerben.

Es ist ein Fakt, dass die Anwendung von Graphen in Heizfolien bemerkenswert ist, jedoch ist der Preis dieses Rohstoffs derzeit so hoch, dass eine breite Nutzung einfach unrentabel wird. Daher, wenn Sie nach einer rentablen, bequemen und vor allem realistischen Lösung suchen, besuchen Sie den Shop für Heizfolien von Termofol.