Edinstvena sposobnost grafita, da prevaja elektriko, medtem ko odvaja ali prenaša toploto stran od kritičnih komponent, je odličen material za uporabo v elektroniki, vključno s polprevodniki, električnimi motorji in celo proizvodnjo sodobnih baterij.
Grafen je tisto, kar znanstveniki in inženirji imenujejo ena sama plast grafita na atomski ravni, in te tanke plasti grafena se zvijajo in uporabljajo v nanocevkah. To je verjetno posledica izjemne električne prevodnosti ter izjemne trdnosti in togosti materiala.
Današnje ogljikove nanocevke so izdelane z razmerjem med dolžino in premerom do 132.000.000:1, kar je bistveno več kot kateri koli drug material. Poleg uporabe v nanotehnologiji, ki je v svetu polprevodnikov še precej nova, je treba opozoriti, da večina proizvajalcev grafita že desetletja izdeluje posebne vrste grafita za industrijo polprevodnikov.
2. Električni motorji, generatorji in alternatorji
Ogljikov grafit se pogosto uporablja tudi v elektromotorjih, generatorjih in alternatorjih v obliki ogljikovih ščetk. V tem primeru je "krtača" naprava, ki vodi tok med stacionarnimi žicami in kombinacijo gibljivih delov, običajno pa je nameščena v vrteči se gredi.
3. Ionska implantacija
Grafit se zdaj pogosteje uporablja v elektronski industriji. Uporablja se tudi pri ionski implantaciji, termočlenih, električnih stikalih, kondenzatorjih, tranzistorjih in baterijah.
Ionska implantacija je inženirski postopek, pri katerem se ioni določenega materiala pospešijo v električnem polju in z udarcem udarijo v drug material kot oblika impregnacije. To je eden od temeljnih procesov, ki se uporabljajo pri proizvodnji mikročipov za naše sodobne računalnike, atomi grafita pa so običajno ena od vrst atomov, ki so vstavljeni v te mikročipe na osnovi silicija.
Poleg edinstvene vloge grafita pri proizvodnji mikročipov se inovacije na osnovi grafita zdaj uporabljajo tudi za zamenjavo tradicionalnih kondenzatorjev in tranzistorjev. Po mnenju nekaterih raziskovalcev je lahko grafen možna alternativa siliciju v celoti. Je 100-krat tanjši od najmanjšega silicijevega tranzistorja, prevaja elektriko veliko bolj učinkovito in ima eksotične lastnosti, ki so lahko zelo uporabne v kvantnem računalništvu. Grafen se uporablja tudi v sodobnih kondenzatorjih. Pravzaprav naj bi bili grafenski superkondenzatorji 20-krat močnejši od tradicionalnih kondenzatorjev (sproščajo 20 W/cm3) in so morda 3-krat močnejši od današnjih zmogljivih litij-ionskih baterij.
4. Baterije
Ko gre za baterije (suhe celice in litij-ionske), so bili ogljikovi in grafitni materiali tudi tu ključnega pomena. V primeru tradicionalnih suhih celic (baterije, ki jih pogosto uporabljamo v naših radijskih sprejemnikih, svetilkah, daljinskih upravljalnikih in urah) je kovinska elektroda ali grafitna palica (katoda) obdana z vlažno elektrolitno pasto, obe pa sta vgrajeni v kovinski valj.
Današnje sodobne litij-ionske baterije uporabljajo tudi grafit – kot anodo. Starejše litij-ionske baterije so uporabljale tradicionalne grafitne materiale, zdaj pa, ko je grafen vse bolj dostopen, se namesto njega uporabljajo grafenske anode – predvsem iz dveh razlogov; 1. grafenske anode bolje zadržujejo energijo in 2. obljublja čas polnjenja, ki je 10-krat hitrejši od tradicionalne litij-ionske baterije.
Polnilne litij-ionske baterije postajajo dandanes vse bolj priljubljene. Zdaj se pogosto uporabljajo v naših gospodinjskih aparatih, prenosni elektroniki, prenosnih računalnikih, pametnih telefonih, hibridnih električnih avtomobilih, vojaških vozilih in tudi v vesoljskih aplikacijah.
Čas objave: 15. marec 2021