Is Graphene Green?

Is Graphene Green?

Graphene atomic structure, 3D illustration. Graphene is an allotrope of carbon that consists of a single layer of atoms arranged in a single-layer honeycomb lattice nanostructure
IDTechEx erörtert, ob Graphen grün ist
 
Ist Graphen grün? Diese Frage stellt sich immer häufiger. Grüne Treiber und ESG-Investitionen sind ein offensichtlicher Schwerpunkt in der gesamten Lieferkette, aber wie passt Graphen in diese Diskussion? IDTechEx untersucht die Antwort unten.
 
Die kurze Antwort: Nein
 
Wie im neuesten Bericht von IDTechEx, "Graphenmarkt- und 2D-Materialbewertung 2023-2033", festgestellt wird, übersteigt die Kapazität für Graphen leicht 12.000 Tonnen pro Jahr. Nahezu die gesamte Produktion basiert auf einem Graphitrohstoff und verwendet einen Top-Down-Ansatz, wobei die Exfoliation in der Flüssigphase und die Oxidations-Reduktion dominieren. Jeder Prozess hat unterschiedliche Auswirkungen in Bezug auf die Energieeffizienz, den Wasserbedarf und die verwendeten Chemikalien, aber angesichts des Ausgangsmaterials und des allgemeinen Ansatzes ist es nach Ansicht von IDTechEx nicht möglich, Graphen als "grünes Material" zu bezeichnen.
 
Die lange Antwort: Nein, aber...
 
Trotzdem gibt es mehrere Argumente, die für die Umweltfreundlichkeit von Graphen sprechen.
 
  • Ein geringerer Fußabdruck und eine geringere Belastung als bei herkömmlichen Additiven. Dies wurde von einigen Unternehmen behauptet, die angaben, dass sie im Vergleich zu ihren petrochemischen Gegenstücken, wie z. B. Ruß, einen geringeren CO2-Fußabdruck pro Tonne haben und die höhere Leistung zu einer geringeren Belastung führt.
 
 
  • Können alternative Ausgangsstoffe verwendet werden? Dies ist ein wachsender Trend, denn es gibt mehrere Unternehmen, die Abfälle, Nebenprodukte oder erneuerbare Materialien nutzen und dies in einigen Fällen mit der Wasserstoffproduktion verbinden. Die meisten dieser Unternehmen befinden sich noch in einem frühen Stadium ihrer kommerziellen Entwicklung und werden mit Herausforderungen hinsichtlich des Geschäftsmodells und der Produktkonsistenz konfrontiert sein, aber es ist sicherlich ein Bereich, den man im Auge behalten sollte, während sie ihre grüne Lösung fördern. Wichtige, auf Interviews basierende Unternehmensprofile etablierter und aufstrebender Graphen-Hersteller sowie anderer Akteure in der Wertschöpfungskette sind im IDTechEx-Marktbericht zu finden.
 
 
  • Kann Graphen eine Lösung für die Nachhaltigkeit sein? Nachhaltigkeit ist in vielen Sektoren eine wichtige Triebfeder, und da der Druck zunimmt, wird auch der Bedarf steigen, was eine Chance für die Einführung von Graphen darstellt.
 
Erstens und ganz offensichtlich sind Lithium-Ionen-Batterien der wichtigste Teil eines boomenden Energiespeichermarktes. Graphen spielt in diesem Sektor bisher nur eine minimale Rolle, aber mit Blick auf die nächste Generation von Lithium-Ionen-Batterien werden sich Siliziumanoden in erheblichem Umfang durchsetzen, und Graphen erweist sich als eine potenzielle Lösung; bevor sich jeder zu sehr aufregt, sollte angemerkt werden, dass Graphen nur eine Option in einem außergewöhnlich wettbewerbsfähigen und gut finanzierten Bereich ist. Es gibt viele andere Bereiche der Energiespeicherung, in denen Graphen aktiv ist, aber keiner hat das gleiche Potenzial. Dazu gehören Li-S (Technologie im Anfangsstadium), Bleibatterien (begrenztes Wachstum), Al-Ionen (Anfangsstadium) und Superkondensatoren (wachsende Nische).
 
Grüne Polymere sind ein wichtiges Thema, das von Verpackungen bis hin zu Rohrleitungen reicht. Sowohl recycelte Kunststoffe als auch Biokunststoffe haben mit ihrer mechanischen Leistung im Vergleich zu neuen, etablierten Materialien zu kämpfen. Graphen wurde hier als Additiv erforscht, und wenn es eingesetzt wird, bietet es das Potenzial für sehr große Mengen. Dies wird von vielen in diesem Bereich erforscht, aber es ist nicht einfach, da der Produktionsprozess und der Preis oberste Priorität haben.
 
Der aktuelle Graphen-Hype dreht sich um Beton, der unter dem Druck steht, sein gut dokumentiertes Emissionsproblem zu verringern. Das Potenzial von Nanokohlenstoffen, die Leistung zu verbessern und den Zementbedarf entscheidend zu verringern, ist seit langem bekannt, hat aber in letzter Zeit durch weitere Studien und Demonstrationen erheblich an Zugkraft gewonnen. Viele Graphen-Hersteller sehen darin die "Killeranwendung" für die Industrie und positionieren ihr Geschäft entsprechend. Das potenzielle Umsatzvolumen ist natürlich enorm, aber es handelt sich um eine sehr konservative Branche, die mit sehr geringen Gewinnspannen zu kämpfen hat. Wenn die Aufträge eintreffen, werden sie zunächst für sehr spezifische Anwendungsfälle bestimmt sein, und wenn sich dies ausweitet, stellt sich die Frage, wer über ausreichende Kapazitäten verfügen wird; viele sprechen von einer einfachen Skalierung ihres Prozesses, aber das geschieht nicht über Nacht.
 
Es gibt noch mehrere andere Anwendungen für Graphen mit Umweltbezug, darunter Filtermembranen, nachhaltige Elektronik und der Ersatz von giftigen Zusatzstoffen. Jede Marktlandschaft ist anders und befindet sich in verschiedenen Stadien der Kommerzialisierung von Graphen.
 
Diese Markteinschätzungen, einschließlich detaillierter 10-Jahres-Marktprognosen für 18 Anwendungsbereiche, sind in dem Graphen-Marktbericht zu finden.
 
Wie man sieht, ist die Antwort auf die Frage, ob Graphen grün ist, differenzierter, als es den Anschein haben mag. Diese Frage wird noch viele Jahre lang kursieren, wenn die Graphenindustrie in die nächste Phase ihrer kommerziellen Entwicklung eintritt.
 
Weitere Informationen zu all diesen Punkten sowie eine kritische, unabhängige Betrachtung der gesamten Graphen-Industrie finden Sie in IDTechExs führendem Bericht "Graphenmarkt- und 2D-Materialbewertung 2023-2033". Für weitere Informationen zu diesem Bericht besuchen Sie bitte www.IDTechEx.com/de/Graphene
 
 
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