El grafeno ha despertado interés en diversas aplicaciones de alta tecnología a lo largo de los años, pero muchos de sus desarrollos comerciales se han producido en industrias de menor tecnología y más fáciles de comercializar. El grafeno está empezando a penetrar en los mercados de alta tecnología, y China es actualmente uno de los países pioneros en la adopción comercial de productos de grafeno más avanzados y posee una de las mayores cuotas del mercado mundial del grafeno .

Esto no sorprende, ya que China ha invertido mucho en la industria a lo largo de los años y gran parte de la población no científica está familiarizada con el grafeno, por lo que su adopción en el mercado ha suscitado mayor interés que en otras regiones. En este artículo, analizamos algunas de las aplicaciones de alta tecnología del grafeno que ya se han materializado en China.

Aplicaciones de defensa

La información sobre las aplicaciones militares y de defensa de China siempre se ha mantenido reservada, por lo que esta sección es la menos divulgada en cuanto a los desarrollos de grafeno de alta tecnología provenientes de China. Sin embargo, aunque nunca se verificó de forma independiente (por las razones mencionadas anteriormente sobre información confidencial), se ha anunciado que el helicóptero de ataque Z-10 del Ejército Popular de Liberación ha sido mejorado con blindaje adicional de grafeno.

Los modelos anteriores no contaban con este blindaje debido a limitaciones de peso, pero se cree que la ligereza del grafeno ha brindado la oportunidad de añadir este blindaje adicional al helicóptero para proteger la cabina y los tanques de combustible. Aunque esto se anunció hace tiempo, aún no se ha confirmado si toda la flota de helicópteros de ataque Z-10 ha adoptado este blindaje de grafeno o si se trata de una prueba aislada.

Tecnologías de baterías

Dada la necesidad de una mayor densidad energética y tiempos de carga más rápidos, los nanomateriales han comenzado a destacarse en las baterías de los vehículos eléctricos (VE), y el grafeno es uno de ellos. Mientras más empresas globales han comenzado a considerar las baterías de grafeno, la primera batería comercial de grafeno está saliendo de China, de la mano de Gac Group. Gac Group utiliza grafeno en las baterías de sus SUV Aion V, y se espera que los vehículos estén disponibles para los consumidores a finales de 2022. Si bien se están desarrollando otras baterías de grafeno para VE en todo el mundo, no llegarán al mercado hasta dentro de unos años.

Si bien los vehículos eléctricos (VE) constituyen el mayor mercado potencial, en los últimos años también han entrado en el mercado chino otras baterías de grafeno. Muchas de las demás baterías lanzadas no son de iones de litio como las de los vehículos eléctricos, sino de plomo-ácido mejoradas con grafeno. Un ejemplo es la batería Black Gold de ciclo profundo serie TNEH de Tianneng; otra es la batería 6-DZF-22.8 de Xupai Power Co.; y otra más es la batería Black Gold para automóviles lanzada por Chaowei Power Co. Hace unos años también se sugirió que Beijing Carbon Century Technology estaba desarrollando baterías AA mejoradas con grafeno, pero desde entonces no se ha sabido mucho sobre su comercialización.

Vale la pena señalar, sin embargo, que si bien ha habido muchos desarrollos de baterías comerciales provenientes de China, a lo largo de los años ha habido informes de que algunas de ellas potencialmente utilizan materiales de grafito en lugar de grafeno (existen definiciones estrictas de lo que constituye un material de grafeno, según la cantidad de capas del material).

Por lo tanto, es posible que no todas sean «baterías de grafeno» en sí, sino que se comercialicen como tales. Dado que la información se mantiene en secreto en China, no siempre es fácil verificar si las afirmaciones de que una empresa utiliza grafeno en sus baterías son ciertas. Hasta que nueva información sugiera lo contrario, debemos aceptar lo que se afirma al pie de la letra sobre el uso de grafeno en diferentes tecnologías de baterías.

Teléfonos inteligentes

Los teléfonos inteligentes son el producto comercial más importante en el que las empresas chinas han utilizado grafeno hasta la fecha, y estos teléfonos inteligentes no solo están disponibles en el mercado chino, sino en todo el mundo. Dado el amplio mercado de teléfonos inteligentes de empresas chinas, ha sido mucho más fácil verificar las afirmaciones sobre el uso de grafeno en tecnologías de teléfonos inteligentes que en otros sectores.

Ha habido un gran interés en el uso del grafeno en teléfonos inteligentes y otros dispositivos similares (tabletas, etc.). Inicialmente, se pensó que las propiedades de transparencia óptica del grafeno podrían utilizarse ampliamente en pantallas, o que su conductividad eléctrica y propiedades de portador de carga podrían aprovecharse para las baterías de teléfonos inteligentes. El interés en el grafeno para ambas aplicaciones surgió cuando comenzaron a desarrollarse los teléfonos plegables.

Si bien existen prototipos de baterías y pantallas de grafeno creadas por compañías de teléfonos inteligentes, el grafeno se ha incorporado a los sistemas de refrigeración de los teléfonos inteligentes chinos. Además de sus otras propiedades, el grafeno también presenta una conductividad térmica muy alta, así como una alta estabilidad térmica. Combinando esto con su delgadez, se convierte en un medio de refrigeración pequeño pero eficaz para dispositivos electrónicos de alta temperatura y puede utilizarse junto con los sistemas de refrigeración existentes para mejorar su disipación térmica. A medida que los teléfonos inteligentes se hacen más pequeños y se demuestra el éxito de los sistemas de refrigeración de grafeno, es probable que se desarrollen más, ya que muchas compañías buscan miniaturizar sus componentes, y el alcance podría ir más allá de la electrónica portátil.

En cuanto a su presencia comercial, Huawei fue el primero en usar grafeno en los sistemas de refrigeración de su modelo Mate 20X y, desde entonces, ha utilizado sistemas similares en otros modelos. El Mate 20X se eligió inicialmente en 2018 por ser un teléfono para juegos de nicho y de producción más pequeña. El sistema de refrigeración tuvo éxito y demostró su eficacia, por lo que Huawei ha ampliado el uso de sistemas de refrigeración basados ​​en grafeno a su Mate P30 Pro (un smartphone de mayor distribución y dirigido al público general), así como a una de sus tabletas: la MatePad Pro 5G.

Si bien Huawei es la mayor compañía telefónica (a nivel mundial) en usar grafeno y posee la mayor cuota de mercado en smartphones, su éxito ha impulsado a otras compañías chinas de smartphones a incorporar grafeno en sus sistemas de refrigeración. Por ejemplo, en 2021, ZTE lanzó al mercado su smartphone Axon 30 con un sistema de refrigeración compuesto de grafeno, y realme lanzó este año su smartphone de la serie GT2, que incluye grafeno como parte del sistema de refrigeración.

Así pues, varios smartphones (y un modelo de tableta) ya utilizan grafeno en su sistema de refrigeración, y es improbable que pase mucho tiempo antes de que se utilice en otras áreas de los smartphones, como baterías y pantallas, así como en sistemas de refrigeración electrónicos más grandes (por ejemplo, en portátiles). Es imposible predecir dónde se producirán los próximos avances comerciales , pero es muy probable que algunos se lancen en China en los próximos años, dada la inversión y el éxito comercial del grafeno en smartphones (y otras tecnologías).