El grafè amenaça l'era dels hidrocarburs

El grafè és el material de moda i un dels elements centrals de la investigació aplicada. Els experts consideren que serà clau en la pròxima revolució industrial del segle. El petroli baixa en els mercats internacionals, bé per qüestions polítiques o per la recaiguda econòmica, però molts sospiten que es seguirà desplomant si la investigació en grafè fructifica en inversions industrials i comercialitza les aplicacions ja desenvolupades. Europa està per la feina i ha aportat recursos per al seu desenvolupament. Les empreses han aconseguit els primers èxits i encara no es veuen els límits en la seva aplicació quotidiana.

Graphenano, companyia espanyola productora de grafè a escala industrial, s'ha unit a la Universitat de Còrdova per aconseguir les primeres bateries de polímer de grafè i els resultats han estat sorprenents. Una bateria es recarrega en vuit minuts i ofereix una autonomia de 1.000 quilòmetres per a l'automòbil que la incorpori. L'empresa Grabat Energy serà l'encarregada de la fabricació en sèrie aquest any que ve. Grans firmes d'automoció alemanyes comencen a provar les bateries amb els seus cotxes elèctrics.

Una vegada comprovada l'existència del bosó de Highs en la física quàntica, un altre material obre avenços tecnològics per al futur immediat. Però ¿què és el denominat grafè o 'material de Déu'? El grafè és un full d'àtoms de carboni del gruix d'un àtom. Aconseguir aquesta fina capa és possible des de mitjans dels 90, però va ser el 2004 quan físics britànics, successivament guardonats amb el Nobel, van aconseguir entendre el seu funcionament físic, cosa que va permetre explotar les seves extraordinàries propietats: transparència, conductivitat elèctrica, resistència i flexibilitat. És el material més dur del món.

PROPIETATS

Aquest material és extraordinàriament conductor tant elèctric (els seus electrons es mouen 100 vegades més ràpid que en el silici) com tèrmic, és molt transparent, resulta més resistent que el mateix diamant i 200 vegades més que l'acer, és molt flexible, tan dens que ni tan sols el gas heli (l'àtom més petit) el pot travessar, molt sensible a qualsevol molècula que es dipositi en la seva superfície i tot en finíssimes capes d'un àtom de gruix (un milió de vegades més fi que un full de paper).

Una altra interessant propietat és que si al grafè se li aplica un senyal elèctric de certa freqüència, genera una altra ona del doble o el triple de freqüència (és un multiplicador de freqüències) i per tant permet treballar a freqüències de rellotge molt més altes de les actuals. En aquest sentit, algunes aplicacions en informàtica permeten desenvolupar xips amb freqüències de rellotge impensables fins ara.

A NIVELL QUÀNTIC

A nivell quàntic, el grafè presenta noves propietats encara més interessants que fan que l'electró es comporti com una partícula sense massa (com els fotons i els fermions), amb una velocitat unes 400 vegades més baixa que la de la llum però molt més alta que la dels electrons en els metalls, i que permet fer en un petit tros de grafè molts experiments que fins ara només es podien fer en acceleradors de partícules com el Cern.

El grafè, descobert pels físics Andre Geim i Konstantin Novoselov a la Universitat de Manchester, és fi, superconductor, transparent i de duresa extrema. El 2012 l'empresa alacantina Graphenano es va convertir en la primera fabricant mundial de grafè a escala industrial. La nova tecnologia desenvolupada per aquesta firma espanyola aplicable a bateries d'automoció incorpora polímer de grafè en la seva composició. Els avantatges es tradueixen en densitat energètica, durada, rapidesa de càrrega, pes i preu. Les inversions públiques de la UE han apostat pel grafè, i algunes empreses espanyoles estan col·locades en bona posició.

APLICACIONS

La firma Graphenano assegura que les bateries fetes amb grafè poden durar fins a quatre vegades més que les tradicionals d'hidrur metàl·lic i dues vegades més que les de liti. Així, per exemple, un vehicle elèctric podria arribar amb aquesta tecnologia als 1.000 quilòmetres d'autonomia, asseguren. I tot això amb una càrrega que no supera els vuit minuts. A més, el grafè permet reduir el pes de les bateries a la meitat del de les convencionals. En telèfons mòbils el grafè pot ser un avenç important, sense problemes de compatibilitat amb tecnologies anteriors. Els problemes per quedar-se sense bateria passaran a la història per l'elevada velocitat de recàrrega. 

ASSOCIACIÓ DE PRODUCTORS

Almenys quatre empreses espanyoles implicades en la producció de grafè ocupen posicions líders en els mercats internacionals. El mes d'agost passat es va constituir fins i tot una associació d'impulsors del grafè, la Segra (Societat Europea del Grafè). L'objectiu de l'associació és la divulgació pública d'aquest material, les aplicacions del qual es poden arribar a fer tan omnipresents com el plàstic.

Aquestes són les quatre empreses espanyoles dedicades a la producció de grafè:

GRAPHENANO: Empresa líder mundial en la fabricació de grafè amb un 90% de capital espanyol i un 10% de capital alemany, amb seu a Alacant i centre de producció a Ciudad Real, que acaba d'obrir una seu a Alemanya. Aquesta empresa fabrica làmines de grafè, cable de grafè, grafè en pols i grafè en peces tridimensionals, i la seva producció és tan gran que s'estima que el 2013 facturi 300 milions d'Euros. Empreses com BMW o Toyota ja han contactat amb ella per incloure el grafè en els seus vehicles.

GRAPHENEA NANOMATERIALS: Empresa amb seu a Sant Sebastià fabrica lamines de grafè, i lidera a Europa aquesta producció enfocada principalment a la investigació i desenvolupament, tant en centres d'investigació com en empreses com Nokia, Philips, Nissan o Cannon. Es preveu que ben aviat arribin a una producció de 50.000 centímetres quadrats de làmines de grafè.

AVANZARE: Empresa amb seu a Logronyo que té com a línia de producció el grafè en pols, utilitzat en múltiples aplicacions i usos industrials com les tintures semiconductores per a usos electrònics o els aïllants, cosa que fa que aquesta empresa sigui única a Espanya, ja que la seva producció es ven a altres empreses per a la producció de productes comercialitzables.

Notícies relacionades

Grafè: el material que revolucionarà el món

¿Què són les tempestes solars?

GRANPH NANOTECH: Empresa amb seu a Burgos. Fabrica làmines de grafè bàsicament per a la investigació.

GRAPHENDIS: Empresa amb seu a Altea (Alacant) que es dedica a la investigació i la distribució de grafè a escala mundial.