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 analiza si el grafeno es ecológico
 
¿Es verde el grafeno? Esta pregunta se plantea cada vez con más frecuencia. Los impulsores de la ecología y las inversiones en ASG son un enfoque obvio en toda la cadena de suministro, pero ¿dónde encaja el grafeno en este debate? IDTechEx explora la respuesta a continuación.
 
La respuesta corta: no
 
Según el último informe de IDTechEx, "Evaluación del mercado del grafeno y los materiales 2D 2023-2033", la capacidad de producción de grafeno supera fácilmente las 12.000 tpa. Casi toda ella procede de una materia prima de grafito y utiliza un enfoque descendente, en el que predominan la exfoliación en fase líquida y la oxidación-reducción. Cada proceso tendrá un impacto diferente, teniendo en cuenta la eficiencia energética, las necesidades de agua y los productos químicos utilizados, pero dada la materia prima y el enfoque general, IDTechEx no cree que sea posible llamar al grafeno un "material verde".
 
La respuesta larga: no, pero...
 
A pesar de lo anterior, hay varios argumentos a favor de las credenciales ecológicas del grafeno.
 
  • Una huella más baja y una carga menor que los aditivos actuales. Esto ha sido afirmado por algunas empresas, en las que afirman que frente a sus homólogos petroquímicos, como el negro de humo, tienen una menor huella de CO2 por tonelada, y el mayor rendimiento se traduce en una menor carga.
 
  • ¿Se pueden utilizar materias primas alternativas? Se trata de una tendencia creciente, ya que están surgiendo varias empresas que utilizan residuos, subproductos o materiales renovables y, en algunos casos, los combinan con la producción de hidrógeno. La mayoría de ellas se encuentran en una fase temprana de su andadura comercial y se enfrentarán a retos relacionados con el modelo de negocio y la consistencia del producto, pero sin duda se trata de un área a la que hay que prestar atención mientras promueven su solución ecológica. En el informe de mercado de IDTechEx se pueden consultar los perfiles de las empresas clave, basados en entrevistas, sobre los fabricantes de grafeno establecidos y emergentes, así como sobre otros actores de la cadena de valor.
 
  • ¿Puede el grafeno ser una solución para la sostenibilidad? La sostenibilidad es un factor clave en muchos sectores y, a medida que aumente la presión, también lo hará la necesidad, lo que ha supuesto una oportunidad para la adopción del grafeno.
 
En primer lugar, y de forma más evidente, las baterías de iones de litio son la parte principal de un mercado de almacenamiento de energía en auge. Hasta la fecha, el grafeno desempeña un papel mínimo en este sector, pero, de cara a la próxima generación de baterías de iones de litio, los ánodos de silicio se adoptarán de forma significativa, y el grafeno se está mostrando como una posible solución habilitadora; antes de que todo el mundo se entusiasme demasiado, hay que tener en cuenta que el grafeno es sólo una opción en un campo excepcionalmente competitivo y bien financiado. Hay muchas otras áreas de almacenamiento de energía en las que el grafeno está activo, pero ninguna con el mismo potencial, esto incluye el Li-S (tecnología en apuros), las baterías de plomo-ácido (crecimiento limitado), el Al-ion (fase inicial) y los supercondensadores (nicho en crecimiento).
 
Los polímeros verdes son un tema clave que abarca desde los envases hasta las tuberías. Tanto los plásticos reciclados como los bioplásticos se enfrentan a un reto constante en cuanto a su rendimiento mecánico frente al material virgen. El grafeno se ha explorado como aditivo y, si se adopta, ofrece la posibilidad de obtener volúmenes muy elevados, algo que muchos exploran en este campo, pero no es sencillo, ya que el proceso de producción y el precio son la máxima prioridad.
 
El actual bombo del grafeno se centra en el hormigón, que está sometido a la presión de reducir su bien documentado problema de emisiones. El potencial de los nanocarbonos para mejorar el rendimiento y, sobre todo, para reducir las necesidades de cemento, se conoce desde hace tiempo, pero recientemente ha cobrado un gran impulso con más estudios y demostraciones. Muchos fabricantes de grafeno lo consideran la aplicación estrella de la industria y están posicionando su negocio en consecuencia. El volumen de ventas potencial es, por supuesto, enorme, pero se trata de una industria muy conservadora con márgenes muy finos con los que hay que lidiar. Si los pedidos llegan, serán inicialmente para casos de uso muy específicos, y si esto se expande, otra cuestión es quién tendrá la capacidad suficiente, muchos hablan de escalar fácilmente su proceso, pero eso no sucede de la noche a la mañana.
 
Existen otras aplicaciones del grafeno con fines medioambientales, como las membranas de filtración, la electrónica sostenible y la sustitución de aditivos tóxicos. El panorama de cada mercado es diferente y se encuentra en distintas fases de comercialización del grafeno.
 
En el informe sobre el mercado del grafeno se pueden consultar estas evaluaciones del mercado, incluidas las previsiones de mercado a 10 años en 18 áreas de aplicación.
 
Como se ha visto, la respuesta a si el grafeno es ecológico es más matizada de lo que parece. Es una pregunta que seguirá circulando durante muchos años a medida que la industria del grafeno entre en la siguiente fase de su viaje comercial.
 
Para obtener más información sobre todos estos puntos, así como una visión crítica e independiente de toda la industria del grafeno, consulte el informe líder de IDTechEx, "Evaluación del mercado del grafeno y los materiales 2D 2023-2033". Para más información sobre este informe, visite www.IDTechEx.com/Graphene.
 
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