Jesteśmy pierwszą firmą, która komercjalizuje grafen. Po raz pierwszy możemy zaoferować filament do druku 3D z grafenem w skali komercyjnej – mówi Maciej Gałązka, prezes zarządu Advanced Graphene Products (AGP), z którym rozmawiamy o wdrożeniach grafenu.
Mimo, że grafen został wynaleziony w roku 2004, raczej nie był on materiałem stosowanym na skalę przemysłową. Z czym to jest związane?
Ja bym się odniósł raczej do roku 2010, kiedy Andre Geim i Konstantin Novoselov z Uniwersytetu w Manchesterze otrzymali za ten wynalazek nagrodę Nobla. Można powiedzieć, że od tego czasu datujemy rozpoczęcie prac R&D nad produkcją i zastosowaniem grafenu. Czas pomiędzy rokiem 2010 a obecnym został poświęcony na opracowanie metod produkcji grafenu na skalę przemysłową, które z jednej strony muszą być powtarzalne i wystandaryzowane, a z drugiej – zapewniać efektywność kosztową i podażową materiału. Drugi obszar badawczy dotyczy zastosowań grafenu. Ten czas 12 lat to naprawdę niewiele, biorąc pod uwagę skalę wyzwań i poziom innowacyjności, z jakimi się mierzymy. Obecnie jesteśmy już na etapie licznych komercjalizacji grafenu. Wprowadzamy na rynek filament z grafenem. Podpisaliśmy także długoterminową umowę, w ramach której dostarczymy przemysłowe ilości grafenu, który będzie dodawany do farby antykorozyjnej używanej w produkcji innowacyjnych półosi samochodowych nowej generacji. Będą one instalowane w pojazdach najważniejszych europejskich producentów m.in. niemieckiej marki BMW.
Wspomniał pan o filamencie. Co może pan zdradzić o produkcie PROGRAFEN?
Jest to filament do druku 3D, nawiązujący do tego, o czym wspomniałem wcześniej. To przede wszystkim efekt naszych dotychczasowych prac. Potrafimy wytwarzać różnego rodzaju materiały grafenowe. Jednym z nich jest tzw. tlenek grafenu, który został użyty w przypadku tego produktu, a dokładnie dwóch. To jest z kolei pokłosie prac nad zastosowaniem grafenu w szeroko pojętym obszarze polimerów. I filament do druku 3d jest pierwszym z naszego portfolio produktów z grafenem. Do tej pory sprzedawaliśmy grafen w różnych postaciach, najczęściej na potrzeby R&D. W wyniku naszych prac opracowaliśmy recepturę, według której wytwarzamy w naszej firmie, na naszych liniach produkcyjnych, filament do druku 3D z grafenem, który cechuje się wyraźnie zwiększonymi właściwościami mechanicznymi i na tym się teraz skupiamy. Są to niezwykle ważne parametry np. w przypadku prototypowania części czy też krótkich serii produktów. Należy dodać, że sam proces druku jest efektywniejszy, wydajniejszy, bardziej stabilny, czyli przedstawia także walory czysto użytkowe dla odbiorców. AGP wzbogaca grafenem dwa tworzywa: PLA i PET-G. W tej chwili rodzina filamentów grafenu zawiera więc dwa produkty.
Jak wygląda sprzedaż i dystrubucja produktów marki PROGRAFEN?
Sprzedaż jest prowadzona za pomocą sieci dystrybutorów oraz za pośrednictwem strony www.prografen.com, a także na portalu Amazon. Będziemy pierwszą firmą, która w skali komercyjnej jest w stanie oferować tego typu produkt. Takie produkty czy zapowiedzi takich produktów pojawiały się już kilkukrotnie na rynku, niemniej jednak nigdy nie trafiły do masowej, komercyjnej sprzedaży. Największą przewagą jest fakt, że AGP jest też producentem samego grafenu. Nie jesteśmy zatem ograniczeni dostawami grafenu do produktu, a to największy problem w przypadku produkcji z grafenem: jest go jest mało i trudno go dostać. Odpowiadamy za proces produkcyjny, zatem możemy produkować komercyjnie w dużej skali, mając pełną kontrolę nad jakością produktu. Myślę, że to szczególnie istotne dla klientów z sektora B2B, którzy oczekują wysokiej jakości.
Pokonali więc państwo barierę materiałową. Teraz chciałem porozmawiać o zastosowaniach w innych branżach.
Na pewno w najbliższych miesiącach, jeszcze w tym roku, pojawią się nowe produkty, niemniej jednak od lat działamy na arenie R&D, czyli projektów badawczo-rozwojowych, finansowanych zarówno poprzez fundusze unijne, jak i przez partnerów przemysłowych. Prace prowadzone są na wielu polach. Jednym z obszarów są pokrycia antykorozyjne, które pojawią się w najbliższym czasie. Obok polimerów i pokryć antykorozyjnych, będą to także oleje smarne – mamy bardzo obiecujące wyniki, poprawimy zwłaszcza żywotność silników.
Wspominałem o kontrakcie, który zawarliśmy z Nanosphere. Jest to część szerszego projektu realizowanego przez producenta półosi napędowych NEAPCO Europe. Jego celem było wdrożenie do produkcji nowego rodzaju półosi przeznaczonych do pojazdów elektrycznych i hybrydowych. Istotnym elementem projektu była poprawa właściwości antykorozyjnych oraz zmniejszenie wagi tego komponentu, co udało się osiągnąć m.in. dzięki pionierskiemu wykorzystaniu grafenu do produkcji farby pokrywającej półosie napędowe. Nasz grafen spełnił wysokie oczekiwania jakościowe i wkrótce będzie wykorzystywany w procesie produkcji półosi dla największych koncernów motoryzacyjnych. To kontrakt, z którym wiążemy ogromne nadzieje. Ma charakter długoterminowy i zapewni nam duży impuls rozwojowy.
Pracujemy w tej chwili także z Europejską Agencją Kosmiczną nad opracowaniem czujnika dwufunkcyjnego (bifunkcyjnego), który bada bardzo niskie temperatury – bo praktycznie zera bezwzględnego – z bardzo dużą precyzją, w bardzo dużym zakresie temperatur, łącznie z polem magnetycznym; to też jest obszar dla zastosowania grafenu.
Współpraca z organizacjami europejskimi to wielkie wyróżnienie dla każdej firmy. Jak zjednali sobie państwo Europejską Agencję Kosmiczną?
Pierwsze zlecenie z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA – European Space Agency – przyp. red.) otrzymaliśmy trzy lata temu. Wystąpiliśmy w konkursie, który został ogłoszony przez ESA. Nasza aplikacja spotkała się z uznaniem. Rozpoczęliśmy więc współpracę. Jeden z etapów został zakończony, podjęliśmy kolejny krok, dostaliśmy kolejne zlecenie – na temat tego zlecenia (odnośnie czujników) już w skrócie się wypowiedziałem. W każdym razie jest to kontrakt 18-miesięczny, niezwykle prestiżowy, dotyczy bardzo zaawansowanej technologii. Wiele sobie po nim obiecujemy. Myślę, że to jest jeden z elementów, który może być wykorzystywany przez Europejską Agencję Kosmiczną, ale wierzę, że na bazie tej współpracy wyłonią się także inne obszary zastosowań grafenu, o których jeszcze z ESA nie rozmawiamy, a nad którymi w tej chwili pracujemy i które także mogą leżeć w kręgu jej zainteresowań.
Advanced Graphene Product opatentował już technologię HSMG. Na czym ona polega?
Zacznijmy od podziału grafenu. Wyróżnia się dwa główne rodzaje grafenu: płatkowy oraz powierzchniowy. Grafen płatkowy powstaje z prekursora grafitowego w wyniku syntezy chemicznej lub obróbki mechanicznej polegających na rozbiciu struktury grafitu na pojedyncze płatki grafenu. Grafen płatkowy występuje w formie suchego proszku, różnego rodzaju ciekłych dyspersji oraz past. Wykorzystuje się go jako dodatek do farb, lakierów i kompozytów, dzięki czemu skutecznie poprawia właściwości produktu końcowego. Taki grafen aplikujemy w naszych filamentach do druku 3D.
Grafen powierzchniowy występuje w postaci cienkiej jednoatomowej błony, w której ziarna węgla (heksagony) są połączone w formie plastra miodu. Grafen metalurgiczny HSMG (High Strength Metallurgical Graphen) to wielkopowierzchniowy grafen quasi-monokrystaliczny produkowany metodą metalurgicznego wzrostu na ciekłej miedzi (w przypadku standardowej metody proces ten odbywał się na warstwie miedzi w formie stałej). Technologia wzrostu jest opatentowana w Europie i USA i wdrażana przez Advanced Graphene Products do masowej produkcji. Produkt ten charakteryzuje się zwiększoną trwałością i mniejszą liczbą defektów. Wielkość pojedynczych ziaren w warstwie osiąga rozmiary aż do 1 mm, a sama struktura grafenu jest ciągła, gdyż proces wzrostu minimalizuje powstanie tzw. overlappingu, czyli nachodzenia na siebie warstw grafenu. W praktyce oznacza to, że w procesie produkcji można uzyskać długie wstęgi grafenu, które następnie można przenieść na dowolny materiał. Grafen otrzymany w technologii HSMG wykazuje również własności półprzewodnikowe. Możliwości zastosowania tego rodzaju grafenu są obecnie badane m.in. w sektorze kosmicznym, budownictwie, elektronice i sprzęcie sportowym i różnego rodzaju sensorach – o jednym z nich już mówiłem.
W posiadaniu naszej spółki jest reaktor do wytwarzania grafenu HSMG. Jesteśmy w stanie wytwarzać taki grafen w metrach kwadratowych i dla np. takich zastosowań jak mikroelektronika, gdzie używa się jednostkowo milimetra kwadratowego, metry kwadratowe stanowią już ilość przemysłową.
Za oceanem też o państwu słyszano. Na czym ma polegać współpraca ze spółką Garmor?
Przede wszystkim zwiększamy swoją skalę działania. Mamy reprezentanta na rynku amerykańskim, jeśli chodzi o produkt HSMG. Jest to o tyle ważne, że ten produkt jest też chroniony patentem w USA i dzięki tej współpracy mamy bezpośrednie przedstawicielstwo na tym rynku. Firma Garmor też oferuje jeden z rodzajów grafenu, dla którego my widzimy zastosowanie przemysłowe. W związku z tym my z kolei podjęliśmy współpracę jako reprezentant tej firmy na rynku europejskim. Jest to więc współpraca dwustronna, dzięki której zwiększamy skalę naszego działania i możliwości. Dużo sobie po niej obiecujemy.
Rozmawiał: Jacek Bies
