Ford nutzt Graphen erstmals für Fahrzeugteile

Graphen ist ein extrem dünnes Nano-Material mit zweidimensionaler Kohlenstoffstruktur. Es kommt heute etwa in Smartphones und in einigen Sportartikeln zum Einsatz. Ford will Graphen nun auch ins Auto bringen. Ford hat angekündigt, Graphen voraussichtlich bereits ab Jahresende im Ford Mustang, im Ford F-150 und später auch in weiteren Ford-Baureihen verwenden zu wollen.

"Graphen" ist die Bezeichnung für eine Modifikation des Kohlenstoffs. Doch anders wie zum Beispiel in einem Diamanten, in dem die Atome dreidimensional angeordnet sind, hat Graphen eine zweidimensionale Struktur - es besteht aus einer einzigen Atomlage Kohlenstoff. Jedes Kohlenstoffatom ist im Winkel von 120 Grad von drei weiteren umgeben, sodass sich ein bienenwabenförmiges Muster ausbildet.

Graphen wurde erstmals im Jahre 2004 isoliert, aber praktische Anwendungsbeispiele sind relativ neu. Das erste Experiment, Graphen zu isolieren, wurde unter Verwendung von Bleistiften, die Graphit enthielten, und eines Stücks Klebeband gemacht. Der Klebestreifen wurde verwendet, um einlagige Kohlenstoffschichten abzuziehen. Dieses Experiment wurde 2010 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Von einigen Ingenieuren wird Graphen bereits als"Wundermaterial"bezeichnet, denn Graphen ist200 Mal stärker als Stahl und eines der leitfähigsten Materialien der Welt. Darüber hinaus hat der innovative Werkstoff exzellente Schallschutz-Eigenschaften und ist dabei sehr flexibel. Graphen ist nicht für jede Anwendung wirtschaftlich rentabel, aber Ford hat in Zusammenarbeit mit denUS-Unternehmen Eagle Industries und XG Scienceslaut Mitteilung einen Weg gefunden, kleine Mengen beispielsweise fürTankverkleidungen und Pumpen- oder Motorabdeckungenzu verwenden. Auch als neuer Grundstoff für Lacke, Polymere und Batterien kann Graphen eingesetzt werden.

"Der Durchbruch ist nicht das Material selbst, sondern die Art und Weise, wie wir es verwenden", sagt Debbie Mielewski, Ford Senior Technical Leader, Sustainability and Emerging Materials. "Wir sind in der Lage, mit einer sehr kleinen Menge, weniger als einem halben Prozentpunkt des insgesamt verbauten Materials, signifikante Verbesserungen in Bezug aufHaltbarkeit, Schalldämmung und Gewichtsreduzierungzu erreichen."

Im Jahr 2014 begann Ford mit Zulieferern zusammenzuarbeiten, um das neuartige Material zu erproben. Im Allgemeinen ist die Geräuschdämmung im Fahrzeuginneren stets mit zusätzlichem Material und Gewicht verbunden, aber mit Graphen ist das Gegenteil der Fall: "Eine kleine Menge an Graphen bedeutet in diesem Fall einen großen Unterschied und hat einen signifikant positiven Einfluss auf die Schallabsorption", sagt John Bull, Präsident von Eagle Industries.

Das Graphen wirdSchaumstoff-Materialien beigemischt. Tests, die von Ford und Zulieferern realisiert wurden, ergaben eine 17-prozentige Verringerung des Geräuschpegels, eine 20-prozentige Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und eine 30-prozentige Verbesserung der Wärmefestigkeit im Vergleich zu entsprechenden Materialien ohne Graphen.

"Wir sind begeistertvon den Leistungsvorteilen, die unsere Produkte anderen Unternehmen wie Ford und Eagle Industries bieten können", sagt Philip Rose, CEO, XG Sciences.

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