i

Aktuální číslo:

2023/6

Téma měsíce:

Signál a šum

Obálka čísla

Je budoucnost grafitu černá?

 |  4. 4. 2022
 |  Vesmír 101, 226, 2022/4
 |  Téma: Suroviny

Grafit je klíčová surovina pro baterie. Odhaduje se, že do roku 2040 jeho potřeba vzroste 20krát až 25krát vůči potřebě v roce 2020.

Grafit je vedle své poněkud populárnější alotropické modifikace, tedy diamantu, a dalších méně známých minerálních fází (například fulerenů) jednou z přírodních forem uhlíku. Avšak zatímco v diamantech a fulerenech jsou atomy uhlíku uspořádány prostorově, krystalová struktura grafitu je tvořena atomy vázanými v jediné vrstvě, většinou v hexagonální krystalové soustavě, velmi zřídka v soustavě klencové. Krystaly grafitu vznikají skládáním jednotlivých vrstev na sebe. Důležité je, že vazba atomů v této vrstvě je velmi pevná, ale jednotlivé vrstvy spojují pouze slabé van der Waalsovy síly. Díky tomu mohou tyto vrstvy po sobě snadno klouzat (což dává grafitu výjimečné mazací vlastnosti), a navíc volné elektrony mezi vrstvami výrazně zvyšují elektrickou i tepelnou vodivost grafitu. Kromě toho má grafit řadu dalších speciálních vlastností, například vysokou odolnost vůči teplu či oxidaci.

Kromě použití pro klasické tužky tak čistý grafit stále zůstává základní surovinou například pro výrobu mnoha žáruvzdorných materiálů. Díky svým mazacím vlastnostem upravuje brzdný účinek třecích ploch brzdového obložení a zásadně přispívá k většímu brzdnému komfortu i k omezení hluku. U třecích obložení hraje důležitou roli také výjimečná tepelná vodivost grafitu. Mezi další možná průmyslová odvětví, která využívají grafit, patří například technologie práškové metalurgie nebo samočinného mazání. Avšak nejznámější moderní využití grafitu je v lithium-iontových bateriích, jejichž anoda je vyrobena z uhlíku. A navzdory svému názvu je při výrobě těchto baterií použito ve skutečnosti vyšší množství grafitu nežli samotného lithia.

Nyní vidíte 19 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Suroviny
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Technické vědy, Geologie

O autorech

Michal Poňavič

František Pticen

Bohdan Kříbek

Další články k tématu

Katalyzátory nad zlato

Naše primární energetická spotřeba je z více než 80 % zajišťována pomocí fosilních paliv. Závislost na nich je natolik silná, že představa jejich...

90 prvků, které tvoří náš svět

Periodická tabulka 90 prvků vyskytujících se v přírodě, z nichž se skládá vše, s čím se můžeme setkat, byla nakreslena tak, že plocha, kterou...

Kritické suroviny Evropské unie a ČR

Ekonomika Česka je závislá také na neenergetických surovinách. Jak radostné jsou domácí vyhlídky?

Prvky vzácných zemin

Prvky vzácných zemin je historický název pro 17 prvků, který vedle 15 prvků ze skupiny lanthanoidů (od lanthanu po lutecium) zahrnuje také...

Recyklace kovů z elektroodpadůuzamčeno

Recyklace kovů je pro nás již dávno běžná. Sbírá se železo i hliník a již jsme si zvykli, že z elektroodpadů, jako jsou procesory, se získává...

Dokážeme řádně vytěžit relikty pravěké těžby?uzamčeno

V prostoru současné těžební krajiny hnědého uhlí dolu Nástup Tušimice se nachází vzácná památka – relikty pravěkého dobývání tušimických křemenců.

Suroviny a přechod k čisté energeticeuzamčeno

Uzavření hranic vyvolané pandemií covidu-19, byť neúplné, mělo kromě jiného za následek, že otázka kritických surovin znovu vystoupila do popředí....

Válka a obchod

V době uzávěrky Vesmíru nevíme, kdy a jak válka v Ukrajině skončí. Lze ale předpokládat, že tak či onak naruší export důležitých komodit z obou...

Dopis do budoucnosti II

Mám neodbytný pocit déjà vu. Je polovina března 2020, pandemie covidu-19 nabírá na síle, situace se mění každým dnem a já píšu do editorialu...

Doporučujeme

Včely chodí do tanečních

Včely chodí do tanečních

Kateřina Bezányiová  |  29. 5. 2023
Dělnice včely medonosné (Apis mellifera) umějí svým kolegyním v úlu sdělit, kde se nachází zdroj potravy, za kterým by se měly jako rekrutky...
Signál a šum ve fyzice částic

Signál a šum ve fyzice částic

Tomáš Davídek  |  29. 5. 2023
Ve vědách je šum – na rozdíl od české státní hymny – nežádoucím jevem provázejícím každé měření. Není to však jediná obtíž, s níž se musí...
Zvuk a jeho kvality

Zvuk a jeho kvality uzamčeno

Většina z nás žije celý život obklopena zvukem. Někdy by se chtělo říci hlukem, ale je zřejmé, že některé zvuky jsou pro nás žádoucí, ba i...