Grafen z Bielska w styropianie

Pilotażowa linia będzie wybudowana na terenie Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku- Białej, ale po rozwinięciu jej do odpowiedniej wielkości, będzie sprzedana na rynkowych warunkach – zapowiada dr hab. inż. Ryszard Fryczkowski z Instytutu Inżynierii Tekstyliów i Materiałów Polimerowych.

Ta uczelnia postawiła nie na popularny w polskich instytutach drogi grafen wielkopowierzchniowy, ale płatkowy. – Zajmujemy się przetwórstwem tworzyw sztucznych, chcieliśmy więc wykorzystać postać grafenu, która idealnie się do tego nadaje. I dlatego jest to grafen płatkowy – tłumaczy Fryczkowski.

Badania na jego uczelni zaczęły się w grudniu 2011. Akademia prowadziła je wyłącznie ze środków własnych, i dlatego trochę się ślimaczyły. – W międzyczasie nawiązaliśmy współpracę z producentem włókien poliestrowych, Torlenem z Torunia – wspomina naukowiec. Zdradza, że współpraca i chęć wykonywania prób produkcji włókien zawierających grafen w skali półtechnicznej wymusiło na uczelni konieczność zwiększania skali procesu otrzymywania grafenu płatkowego.

– W pewnym momencie zainteresowanie taką postacią grafenu bardzo wzrosło i równocześnie okazało się, że możemy dostarczać ten grafen w ilościach, których inni nie oferowali, dlatego zaczęliśmy współpracę z NanoCarbonem – spółką powołaną przez PGZ i KGHM do komercjalizacji technologii grafenowych. Teraz ta firma oferuje nasz grafen podmiotom, z którymi współpracuje – tłumaczy Ryszard Fryczkowski.

Dotacja z NCBiR

W listopadzie jego wydział Inżynierii Materiałów, Budownictwa i Środowiska dostał dofinansowanie w konkursie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju na badania i komercjalizację grafenu płatkowego.

– Do uruchomienia produkcji potrzebne są tylko pieniądze i czas. Pieniądze mamy z NCBiR, może jeszcze nie wszystkie, ale damy radę przy wsparciu władz uczelni. Wszystkie inne dane, w tym patenty, mamy – tłumaczy naukowiec. Zdradza, że pilotażowa linia do produkcji grafenu płatkowego, której wydajność będzie wynosiła ok. 5 kg na miesiąc, musi ruszyć w pierwszym kwartale przyszłego roku.

W pierwszej kolejności grafen z bielskiej uczelni będzie wykorzystywany do produkcji styropianu o zwiększonej izolacyjności. - Jednak uruchomienie produkcji wynika z zapotrzebowania rynku. Dotychczas grafen był otrzymywany w laboratoriach, tylko do celów badań podstawowych. Teraz zaczynają się różne projekty aplikacyjne, do realizacji których będzie potrzebny grafen. Dostajemy dużo zapytań ofertowych, np. z firmy NanoCarbon, dla której dostarczamy grafen płatkowy w różnej postaci – wyjawia Fryczkowski.

Grafen płatkowy, w porównaniu do wielkopowierzchniowego, jest dużo tańszy, łatwiejszy w produkcji i ma więcej potencjalnych zastosowań, a dzięki swej postaci (można powiedzieć proszkowej, pyłu), można go mieszać z innymi materiałami, poprawiając jego właściwości fizyczne (przewodnictwo elektryczne, cieplne, wytrzymałość mechaniczną itd.). Z grafenem wielkopowierzchniowym tego się nie da zrobić. - Dlatego grafen ten można zastosować zarówno w mieszaninie czy też kompozycie z polimeremi, metalami, czy nawet z ceramiką. W ten sposób można poprawić właściwości farb, lakierów, wyrobów włókienniczych, konstrukcji z kompozytów polimerowych np. w samochodach – wyjaśnia Ryszard Fryczkowski.

Zdradza, że już trwają rozmowy z wieloma firmami z branży samochodowej czy lotniczej, z producentami kabli, włókien itp., które są zainteresowane zastosowaniem grafenu w swoich wyrobach.

Uczelnia oferuje też firmom współpracę w rozwijaniu technologii produkcji grafenu płatkowego. Zainteresowane są tym duże firmy chemiczne z Polski. Jeśli wszystko dobrze pójdzie, po trzech latach realizacji projektu produkcja powinna zwiększyć się do wielkości umożliwiającej swobodne wytwarzanie styropian z zawartością grafenu.

Gdzie jest eldorado?

Dlaczego do tej pory nie udało się rozwinąć produkcji grafenu na szerszą skalę? - Pewnie dlatego, że inne jednostki naukowe upatrywały sukcesu w produkcji grafenu wielkopowierzchniowego, np. Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych czy Politechnika Łódzka. Trzeba powiedzieć, że zespoły te osiągnęły spore sukcesy i to na skalę światową, ale tego typu grafen ma bardzo wąskie zastosowanie, głównie okołoelektroniczne, a w tych branżach potrzeba bardzo dużego finansowania, by się przebić ze swoją ofertą. W tej dziedzinie przodują Chiny i Korea – uważa naukowiec z Bielska-Białej.