Was kann Graphen?

Wie: Sensoren können zum Beispiel im menschlichen Körper Funktionen messen – was sich für den medizinischen Bereich anbietet.

Warum: Graphen ist sehr flexibel und dünn – und kann dadurch sehr gut selbst kleinste Bewegungen erkennen[1]. Genau das ist nötig, damit Messungen im und am Körper fehlerfrei durchgeführt werden können.[2]

Warum nicht: Die Auswirkungen von Graphen auf die menschliche Haut[3] und auf die Umwelt[4] sind noch nicht erforscht.

Wie: Aktuell forschen viele große Smartphone-Hersteller an knickbaren Smartphones, die einen noch größeren Bildschirm bieten sollen.

Warum: Graphen ist reißfest und stabil[5], lässt sich unter bestimmten Umständen aber auch sehr gut formen – genau richtig für ein knickbares Display. Zudem ist die Produktion mit Graphen energiearm.[6]

Warum nicht: Auch bei Smartphones würde viel Hautkontakt mit dem Graphen bestehen. Dessen Auswirkungen auf die Haut sind noch nicht ausreichend erforscht.[7] Zudem wäre die Produktion sehr teuer.

Wie: Membrane, also dünne Trennschichten, aus Graphen könnten Schadstoffe aus dem Wasser filtern und es zu Trinkwasser aufbereiten. Auch Meerwasser-Entsalzung, zum Beispiel für die Landwirtschaft, ist möglich: Die Graphen-Membrane lassen die Wassermoleküle durch und halten Salz zurück.

Warum: Die Membrane schaffen die Entsalzung in einem Durchgang (das Wasser muss nicht, wie bisher, viele Male gefiltert werden) und benötigen zudem wenig Energie[8]; sie wären daher deutlich günstiger und schneller als herkömmliche Entsalzungsmethoden.

Warum nicht: Eine bessere Trinkwasser-Versorgung wäre auch mit anderen Methoden, etwa Wassersparmaßnahmen oder besserer Infrastruktur zu erreichen.

Wie: Graphen könnte das Material Silizium ersetzen, das aktuell in den Solarenergie-Zellen zur Energiespeicherung eingesetzt wird[9].

Warum: Graphen ist fast transparent und flexibel[10], bietet sich also für Einsatzorte wie Fassaden, Fenster, Flugzeuge an. Zudem ist es kostengünstiger als Silizium.

Warum nicht: Die Speicherfähigkeit von Graphen muss noch verbessert werden – nur dann kann es effizient in der Solarenergie zum Einsatz kommen. Momentan produzieren Silizium-Zellen noch deutlich mehr Energie.[11] Zudem würde viel Material benötigt, das allerdings zugleich momentan noch schwierig herzustellen ist.

Wie: Teile einer Batterie (Anode und Kathode) können teilweise aus dem Material Graphit bestehen – dieses haben Wissenschaftler*innen nun in Versuchen gegen Graphen ausgetauscht.

Warum: Graphen sorgt dafür, dass die Ladung einer Batterie länger vorhält. Es verschafft den Batterien damit eine längere Lebensdauer.

Warum nicht: Bisher sind keine Gegenargumente bekannt.