Aqui está o que você precisa saber sobre a nanotecnologia do grafeno

Por Kartik Hajela • 6 de setembro de 2019

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O grafeno consiste em uma única camada de átomos de carbono e ainda é mais forte que o aço, possui excepcional condutividade elétrica e térmica e é versátil, personalizável e tem usos extraordinários que podem ser usados. Desde que o grafeno ganhou destaque, há uma década, ele enfrentou grandes obstáculos na sua comercialização em larga escala.

Como funciona o grafeno em baterias Metal Aid?

A revolução eléctrica que vemos hoje deve-se em grande parte aos avanços significativos na tecnologia das baterias de iões de lítio. No entanto, a adopção em larga escala tem vários estrangulamentos, tais como densidade de energia limitada, concentração de minérios de lítio em determinados locais e resíduos perigosos criados durante a eliminação de baterias. As baterias pneumáticas metálicas fornecem uma solução sustentável e eficiente para a adoção em larga escala de veículos elétricos. As baterias de ar metálico usam metal como ânodo, ar (oxigênio) como cátodo e água como eletrólito. Uma haste de grafeno é usada no cátodo de ar das baterias. Como o oxigênio deve ser usado como cátodo, o material do cátodo deve ser poroso para permitir a passagem do ar, propriedade na qual o grafeno se destaca. O grafeno usado no eletrodo é capaz de aumentar a eficiência da bateria em cinco vezes por um terço do custo.

Qual é o uso do grafeno em almofadas absorventes de óleo?

A almofada absorvente de óleo LSP20 usa grafeno como material absorvente; a estrutura porosa do grafeno é responsável pela alta capacidade de absorção da almofada. A almofada é extremamente leve e tem uma absorção muito alta, tornando-a uma solução econômica e sustentável para a indústria de derramamento de óleo.

De acordo com o relatório do Índice Composto de Gestão da Água (CWMI), divulgado pelo Niti Aayog em 2018, 21 grandes cidades estão a correr para atingir níveis zero de águas subterrâneas até 2020, afectando o acesso de 100 milhões de pessoas. No entanto, esta grave crise hídrica diz respeito às reservas de água doce, enquanto a água como recurso está abundantemente disponível sob a forma de água do mar, os actuais métodos de dessalinização são extremamente ineficientes e consomem grandes quantidades de combustíveis fósseis.

Entre a série de propriedades notáveis ​​do grafeno, sua hidrofobia é provavelmente uma das características mais úteis para o tratamento de água. O grafeno repele naturalmente a água, mas quando são formados poros estreitos, a rápida permeação da água é permitida. Isso gerou ideias sobre o uso do grafeno para filtração e dessalinização de água, principalmente depois que a tecnologia para fazer esses microporos foi alcançada. Folhas de grafeno (perfuradas com furos em miniatura) são estudadas como método de filtragem de água, pois são capazes de deixar passar moléculas de água, mas bloquear a passagem de contaminantes e substâncias. O pequeno peso e tamanho do grafeno podem contribuir para criar uma geração de filtros de água e dessalinizadores leves, com baixo consumo de energia e ecologicamente corretos.

O futuro do Grafeno

No entanto, 12 por cento da população da Índia já vive o cenário do “Dia Zero”, graças ao bombeamento excessivo de águas subterrâneas, a um sistema de gestão de água ineficiente e desperdiçador e a anos de chuvas deficientes. O relatório do CWMI também afirma que, até 2030, a procura de água do país deverá ser o dobro da oferta disponível, implicando uma grave escassez de água para centenas de milhões de pessoas e uma eventual perda de seis por cento no PIB do país.

A filtragem de ar é outro setor importante onde as propriedades do grafeno podem resultar no desenvolvimento de produtos eficientes e eficazes. As tecnologias atuais em purificação do ar utilizam adsorção e filtração, porém quando o material adsorvente atinge o limite de saturação deve ser substituído. Os nanocompósitos de grafeno oferecem excelentes propriedades de adsorção e filtração, formando assim um filtro de ar eficaz.