p O grafeno tem muitas aplicações potenciais, entre eles a geração de energia, conversão e armazenamento. Grafeno - uma única camada de átomos de carbono - e cristais bidimensionais relacionados combinam alta condutividade elétrica com flexibilidade física e uma enorme relação superfície / peso. Essas qualidades os tornam adequados para armazenar carga elétrica em baterias e supercapacitores, e como catalisadores em eletrodos solares e de células de combustível. p Uma série de aplicações de energia para cristais 2D estão em desenvolvimento em todo o mundo, e a Europe's Graphene Flagship investiu recursos significativos nesta área. Agora, em um artigo para o jornal Ciência , Cientistas emblemáticos - juntamente com colegas nos Estados Unidos e na Coréia - fornecem uma ampla revisão do potencial do grafeno e de materiais relacionados no setor de energia. Os autores esperam que sua revisão ajude a guiar os pesquisadores da indústria e da academia a identificar os melhores caminhos para aplicações bem-sucedidas que beneficiem a sociedade como um todo.

p Os pesquisadores - liderados pelo físico Francesco Bonaccorso, que trabalha nos Laboratórios de Grafeno do Instituto Italiano de Tecnologia de Gênova, e é um Royal Society Newton Fellow no Cambridge Graphene Center - observe o progresso substancial feito na preparação do material em nível de laboratório. Eles também destacam o desafio de produzir os materiais em escala industrial de maneira econômica.

p Grafeno, o mais conhecido das centenas de cristais bidimensionais investigados até hoje, tem uma relação superfície-massa muito alta. Com cerca de 2, 600 metros quadrados para cada grama, o grafeno é totalmente superficial e sem volume, e é esta natureza 2D que dá ao grafeno sua eletricidade única, propriedades térmicas e mecânicas.

p No artigo de revisão, os pesquisadores examinam o progresso feito até agora - e olham para o futuro potencial dos cristais 2D em:

• Células solares
• Dispositivos termoelétricos
• Células de combustível
• Baterias
• Supercapacitores
• Produção e armazenamento de hidrogênio

p Os pesquisadores concluíram que o grafeno e os cristais bidimensionais relacionados podem desempenhar um papel importante nas futuras tecnologias de conversão e armazenamento de energia. Esta é uma área ativa de pesquisa e desenvolvimento para parceiros da Graphene Flagship, acadêmico e industrial.

p "O enorme interesse em cristais bidimensionais para aplicações de energia vem tanto de suas propriedades físico-químicas, e a possibilidade de produzi-los e processá-los em grandes quantidades, de maneira econômica, "diz Bonaccorso.

p "Nesse contexto, o desenvolvimento de tintas funcionais baseadas em cristais bidimensionais é a porta de entrada para a realização de eletrodos de nova geração em dispositivos de armazenamento e conversão de energia ”. Bonaccorso acrescenta que o desafio que temos pela frente é demonstrar uma tecnologia disruptiva em que materiais bidimensionais não apenas substituam eletrodos tradicionais, mas o mais importante é permitir o design de conceitos de dispositivos totalmente novos.

p Avaliação da coautora Andrea Ferrari, que preside a Diretoria Executiva do Graphene Flagship, e é diretor do Cambridge Graphene Center, oferece uma visão sobriamente otimista do potencial do grafeno nesta área:"Grafeno e materiais relacionados são uma grande promessa nessas áreas, e o Graphene Flagship identificou as aplicações de energia como uma área-chave de investimento.

p "Esperamos que nossa visão geral crítica guie os pesquisadores na academia e na indústria na identificação de caminhos ideais para aplicativos e implementação, com um eventual benefício para a sociedade como um todo. "