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First Graphene entwickelt neuartige Hybrid-Graphenmaterialien

Die australische Graphengesellschaft First Graphene (WKN A2ABY7 / ASX FGR) kommt bei der Entwicklung neuartiger Graphen-Hybridmaterialien voran. Ein mögliches Einsatzgebiet wäre das spannende Feld der Superkondensatoren – eine neuartige Batterietechnologie.

Superkondensatoren bieten eine hohe Leistungsdichte bei der Energiespeicherung, eine große Anzahl von Lade- / Entladezyklen und kurze Ladezeiten. Schätzungen gehen davon aus, dass dieser Mart um 20% pro Jahr wächst und 2022 ein Volumen von 3,1 Mrd. AUD erreicht. Ähnlich wie bei herkömmlichen Batterien, ist eine Herausforderungen für diesen Wachstumsmarkt, dass das Angebot an den benötigten Hochleistungsmaterialien, derzeit werden vor allem mikroporöse Kohlenstoffnanomaterialien verwendet, noch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht.

First Graphene hatte bereits im September 2019 eine weltweit exklusive Lizenzvereinbarung mit der University of Manchester, die auf diesem Feld führend ist, in Bezug auf die Herstellung von Hybridgraphenmaterialien durch elektrochemische Verarbeitung abgeschlossen.

Frühere Forschungen der The University of Manchester hatten nämlich gezeigt, dass mittlerweile Materialien mit sehr hoher Kapazität, die bestehende Materialien in der Leistung übertreffen, möglich sind. Die Universität hat bereits Patentanträge gestellt, um diese Technologie zu schützen und alle Patente sind exklusiv an First Graphene lizenziert.

Neuartiges Herstellungsverfahren

Mit dem neuen Verfahren können zwei Gruppen von hochwertigen Produkten synthetisiert werden. Zum einen Materialien, die mit Metalloxid versehen über eine hohe Kapazität verfügen und für Anwendungen im Bereich der Superkondensatoren und der Katalyse eingesetzt werden können. Zum anderen können reine Graphenprodukte (ohne jeden Sauerstoff) mit genau kontrollierten Spezifizierungen für Anwendungen im Bereich der Elektrik und der Wärmeleitung hergestellt werden.

Der dafür geplante Herstellungsprozess baut auf der bestehenden Expertise von First Graphene mit elektrochemischen Verfahren auf, die in der Produktionsanlage des Unternehmens in Western Australia eine Kapazität von bis zu 100 Tonnen pro Jahr erreichen kann.

Technologietransfer erfolgt

Schon im Oktober 2019 folgte auf die abgeschlossene Vereinbarung ein Projekt, das vom EPSRC (Engineering and Physical Sciences Council) der Regierung Großbritanniens finanziert wurde, um die Technologie aus den Laboren der Universität Manchester in die Labore von First Graphene in Manchester zu transferieren. Das ist gelungen und First Graphe hat bereits zwei erfolgreiche Pilottests in seiner Produktionsanlage in Western Australia durchgeführt.

Dabei konnte das Unternehmen bereits Folgendes demonstrieren:

- die Synthese von Metalloxid, das mit Hybridgraphenen versehen ist, auf Liter-Basis in den Laboren von First Graphene,
- die Synthese von reinen Graphenmaterialien auf Liter-Basis in den First Graphene-Laboren,
- die Herstellung von Metalloxid, das mit Hybridgraphenen versehen ist, im Umfang von mehreren Kilogramm und
• die Herstellung von reinen Graphenmaterialien im Umfang von mehreren Kilogramm.

Die Struktur dieser neuen Materialien wurde durch Raman-Analyse und Rasterelektronenmikroskopie bestätigt.

Aktuell testet das Team von First Graphene die Performance dieser Materialien in der Energiespeicherung und der Katalyse. Erste Tests zeigen, dass Prototypen von Superkondensatoren (Knopfzellen) mit den neuen Materialien hergestellt werden können! Wie das Unternehmen allerdings auch mitteilte, verzögern sich weitere Tests auf Grund des derzeit wegen des Coronavirus begrenzten Zugangs zu den Testeinrichtungen. First Graphene wird natürlich weitere Updates veröffentlichen, sobald diese verfügbar sind.

Parallel zu dem Versuchsprogramm hat sich First Graphene bereits aktiv auf die Suche nach möglichen Endnutzern für neuartige Superkondensatorprodukte begeben. Dass Superkondensatoren mit höherer Leistung als die aktuell verfügbaren nötig sind, wurde von Endnutzern aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt, Elektromobilität und Utility Storage bestätigt. Gleichzeitig bemüht sich das Unternehmen um Unterstützung der Regierung bei der Finanzierung einer neuen Lieferkette für wegweisende Superkondensatorgeräte – und hatte schon Unterstützungsschreiben von entscheidenden Beteiligten erhalten.

First Graphene bewegt sich hier in einem unserer Ansicht nach äußert interessanten und aussichtsreichen Bereich, dem zudem ein starkes Wachstum vorausgesagt wird. Man steht noch am Anfang, aber das Potenzial ist unserer Ansicht nach erheblich. Wir werden natürlich weiter berichten.

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