Ford baut Graphen in seine Autoteile ein

Zur Feier des National Nanotechnology Day am 9. Oktober, hat Ford verkündet, dass die Firma als Erstes in der Automobil-Herstellung Graphen in Teile einbauen wird. Lanciert wird das Unterfangen Ende 2018 mit den Modellen Mustang und F-150.

Graphen ist eine besondere Form von Kohlenstoff, die eine hexagonale Struktur aufweist. 2004 zum ersten Mal isoliert, sind die möglichen Verwendungen beinahe endlos. Das Material ist etwa 200-mal stärker als Stahl, aber ultraleicht und flexibel. Graphen ist ein hervorragender elektrischer Leiter und gutes Material für Schallisolation. Diese hervorragenden Eigenschaften machten es über längere Zeit zu einem der populärsten Themen in Wissenschaftsjournalen. Oft gepriesen als die Patentlösung für viele Probleme in den Ingenieurwissenschaften, wurden oftmals die grössten Mängel übergangen.

Zwar wird Graphen in einigen Materialien, zum Beispiel in Sportequipment wie Tennisschlägern, oder in elektronischen Geräten, verwendet, aber die Herstellung ist schwierig. Zum einen entsteht bei der Produktion ein Nebenprodukt, Graphenoxid, das in der Luft verteilt explosiv sein kann. Andererseits ist das kommerziell erhältliche Graphen meist in Form kleiner Flocken oder Blätter, nicht jedoch in grossen Bogen, die notwendig wären für die Herstellung grösserer Teile wie es für eine Autokarosserie nötig wäre.

Ford weiss Bescheid über die Schwierigkeiten in der Graphen-Herstellung und Verwendung. Sie haben in Partnerschaft mit Eagle Industries und XG Sciences jedoch eine Möglichkeit erarbeitet, wie gewisse Teile mit Graphen verstärkt werden können, um sie stärker und leichter zu machen, sowie eine Lärmreduktion zu erreichen. Seit 2014 haben die drei Unternehmen Graphen-verstärkte Schaumstoffe auf ihre lärmreduzierende Wirkung getestet. Dafür wurden Teile wie die Einspritzleitung, Pumpen, Riemenscheiben und kettenbetriebene Motoren mit dem Graphen-Schaumstoff abgedeckt. Die resultierenden Teile waren 17 Prozent leiser, 20 Prozent stärker und 30 Prozent hitze-resistenter.

„Der Durchbruch stammt nicht aus dem Material, sondern aus der Art, wie wir es verwenden“, sagt Debbie Mielewski, technische Leiterin für Nachhaltigkeit und neue Materialien bei Ford, in einer Veröffentlichung. „Es ist uns gelungen, eine signifikante Verstärkung der Langlebigkeit, Schallwiderstand und Gewichtsreduktion zu erreichen, obwohl wir nur sehr wenig Material verwendet haben – weniger als ein halbes Prozent. Bisher hat niemand anderes diese Anwendungen ins Auge gefasst.“

XG Sciences CEO Philip Rose sagt dazu, «Wir sind erfreut, dass unsere Produkte Ford und Eagle Industries solche Vorteile in der Leistung bieten können. Die Zusammenarbeit mit frühen Anwendern wie der Ford Motor Company zeigt das Potenzial für Graphen in verschiedenen Applikationen. Wir freuen uns darauf, weiter Kollaborationen für weitere Materialien durchzuführen und damit weitere Verbesserungen in Leistung voranzutreiben.“

Graphen ist zwar noch nicht so weit, dass es Carbon-Fasern als das bevorzugte Material für Karosserien in Sportwagen zu ersetzen, aber dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer Zukunft mit Leichtgewicht.

Quelle: https://nano-magazine.com/news/2018/10/9/ford-to-use-graphene-reinforced-parts-in-cars/