grafeno: posibilidades y retos · previsiones mercado del grafeno: crecimiento 40% anual del 2012...
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GRAFENO:
POSIBILIDADES Y RETOS
Pedro Martín VelascoResponsable Técnico
GRAPHENETECH (2011)
I + D + i: Grafeno
Equipo multidisciplinar
10 doctores y titulados superiores (Física, Química e Ingeniería)
(Programas INNCORPORA e IMPULSO)
Presentación de la empresa
Colaboraciones iniciales ICMA‐CSIC e INA
Tecnología novedosa: métodos respetuosos medio ambiente
EFICIENCIA ENERGÉTICA APLICADA (2009)
Empresa de base tecnológica
Tecnología y Diferenciación
Métodosde
síntesis
Exfoliación Micromecánica
Procesado de Nanotubos
Pequeña escalaAlto costeAlta calidad
Escala MediaRelativo Bajo CosteAlta ProducciónAlta Calidad
Planta piloto de producción
industrial de diseño propio
Escalabilidad manteniendo la
calidad y cristalinidad
Grafeno de 5 a 20 capas en
formato polvo o suspensión
200 kg/día
Reducción de costes
http://www.luxresearchinc.com/news‐and‐events/press‐releases/read/graphene‐market‐set‐40‐annual‐growth‐reaching‐126‐million‐2020
Mercado internacional
Previsiones mercado del grafeno: crecimiento 40% anual del 2012 al 2020(De 9 millones $ en 2012 a 126 millones $ en 2015)
Inversión en empresas productoras de grafeno (Market Perspective Graphene 2013)
(EEUU)(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(TURKEY)
(UK)
(UK)
(UK)
(KOREA)
Mercado internacional
Inversión en empresas productoras de grafeno (Market Perspective Graphene 2013)
(EEUU)(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(EEUU)
(TURKEY)
(UK)
(UK)
(UK)
(KOREA)
Mercado internacional
XG SciencesXG Sciences
PRODUCTOS: Nanoplatelets de grafeno (xGnP®) diferentes calidades (polvo y disolución)
APLICACIONES:
1) Materiales compuestos
2) Materiales almacenamiento energía (baterías ion‐litio, baterías plomo‐ácido)Colaboración con
Samsung SDI
3) Tintas conductoras para circuitos eléctricos y recubrimientos
Spin‐off de la universidad de Michigan
Presupuesto inicial de 1 millón $
Método químico de dispersión acuosa
Nueva planta de producción capacidad
de 80T/año
VorbeckVorbeck
Trabaja conjuntamente con la Universidad de
Princeton y el Pacific Norwest National
Laboratory
Patente de producción licenciada a Aksay Labs
(basada en la exfoliación térmica de grafito
expandido)
PRODUCTOS Y APLICACIONES:
1) Vor‐X (grafeno en polvo)2) Vor‐Ink (tinta conductora de grafeno: producción anual de 40T)3) Vor‐Flex (composite elastómero‐grafeno) mejora rigidez, dureza, resistencia al
choque térmico de los elastómeros4) Vor‐ Charge (baterías con ánodo de grafeno) mejoran ciclo de vida de producto y
empo de recarga ( ̴15 min)
Angstron MaterialsAngstron Materials
Empresa participada por Nanotek Instrument
Proveedora de Graphene Chemical Industries (Turquía)
Producción anual de 300T de grafeno mediante
exfoliación
Ampliación de capital para alcanzar las 1300T a finales
de 2015
Escisión bajo la marca Angstron Supercapacitator
(supercondensadores con láminas curvas de grafeno)
PRODUCTOS: Grafeno en polvo (GNP) y óxido de grafeno
APLICACIONES:
1) Industria aeroespacial y automoción mejora propiedades termo‐mecánicas, ligereza,
propiedades barrera, retardancia a la llama, conductividad
2) Baterías de ión litio de alta capacidadmejora la capacidad de carga y el ciclo de vida
Aplicaciones en dispositivos electrónicos, transistores, chips:
Sensores para detección de moléculas, contaminación, virus, etc.
Pantallas táctiles.
Transistores potencialmente hasta cien veces más rápidos que los de silicio (High‐frequency, scaled graphene transistors on diamond‐like carbon Y. Wu et al, Nature 472 (2011), pp 74–78)
Aplicaciones en fotodetección:
Placas solares más eficientes.
Paneles solares más baratos y duraderos en el futuro
El objetivo es conseguir una mayor eficiencia(High Efficiency Graphene Solar Cells by Chemical Doping X. Miao et al. Nano Lett., 2012, 12 (6), pp 2745–2750)
Retos y OportunidadesRetos y Oportunidades
Aplicaciones en Supercondensadores/Acumuladores/
Baterías ultrarrápidas:
Baterías de ión‐litio(In‐Plane Vacancy‐Enabled High‐Power Si–Graphene Composite Electrode for Lithium‐Ion Batteries,
H. Kung, Advanced Energy Materials Volume 1, Issue 6, pages 1079–1084 (2011))
Baterías recargables de Ni‐Fe(An ultrafast nickel–iron battery from strongly coupled inorganic nanoparticle/nanocarbon hybrid materials, H. Wang et al. Nature Communications 3,
Article number: 917)
El grafeno incrementa la capacidad de almacenamiento eléctrico y mejora la velocidad de carga y descarga,
consiguiendo baterías ligeras, más duraderas y disipadoras de calor
Transistores de grafeno(http://www.abc.es/20110413/tecnologia/abci‐lanza‐transistor‐grafeno‐rapido‐201104131546.html)
Retos y OportunidadesRetos y Oportunidades
(http://www.extremetech.com/extreme/175727‐ibm‐builds‐graphene‐chip‐thats‐10000‐times‐faster‐using‐standard‐cmos‐processes)
Aplicaciones en materiales compuestos
Pipetas conductoras de PP con grafeno para tecnología médica
Material conductor eléctrico sin carga estática
Retos y OportunidadesRetos y Oportunidades
Aplicaciones en el campo delas lentes de contacto
inteligentes (proporcionan visión UV e IR)
Todas las cámaras de seguridad pasivas y activas tendrán su
implementación garantizada, haciendo de la detección térmica un uso
normal para todos los seres humanos.(http://www.extremetech.com/extreme/178593‐graphene‐smart‐contact‐lenses‐could‐give‐you‐
thermal‐infrared‐and‐uv‐vision)
Aplicaciones en purificación de aguas
Material superporoso de gran superficie permite eliminación de iones metálicos pesados y
contaminantes orgánicos solubles en agua (http://grafeno.com/grafeno‐agua‐pura‐para‐el‐mundo)
•Buenas propiedades mecánicas
• Flexibilidad•Conductividad
•Conductividad•Buenas propiedades de impresión
•Resistencia al rayado• Capacidad de autolimpieza
•Rapidez de carga•Disipación de calor• Ligereza•Durabilidad
•Conductividad• Ignífugo• Flexibilidad• Ligereza
Materiales compuestos(carga grafeno)
Baterías
Material deportivo
Resinas
Siliconas
Tintas conductoras y pinturas
Retos y OportunidadesRetos y Oportunidades
www.graphene‐tech.net
Posibles colaboracionesPosibles colaboraciones
¡¡MEJOR FORMA DE CONSEGUIR POSICIONAMIENTO!!
CLÚSTER DE GRAFENO A NIVEL NACIONAL
COLABORACIÓN MAS DIRECTA ENTRELOS MIEMBROS
ACTIVIDADES DE DIFUSIÓNY FOMENTO DEL SECTOR
PROYECTOS CONJUNTOSDE I+D+i
PROGRAMAS DE ATRACCIÓN DE INVERSORES FOMENTO DE LA INTERNACIONALIZACIÓN
OBTENER FINANCIACIÓN
GRACIAS POR SU ATENCIÓN