石墨烯的强度是钢的200倍，是一层碳原子，紧密结合在六边形蜂窝晶格中。安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃塞洛夫在2004年发现了它，这两人获得了诺贝尔物理学奖。由于这一发现是在曼彻斯特大学发现的，因此该市应该成为一个具有全球联系的国家石墨烯研发中心。轻量化、可回收性和可负担性意味着石墨烯可能成为未来汽车的关键添加剂成分。随着许多汽车制造商项目已经完成或正在开发中，石墨烯在未来的各种汽车应用都可以得到保证。
石墨烯工程与创新中心（GEIC）是对国家石墨烯研究所（NGI）尖端研发的补充。GEIC的主要功能是为商业产品开发石墨烯原型。在《汽车世界》访问GEIC期间，其工程总监John Whittaker明确了石墨烯商业增长的最初驱动因素。
新技术
John Whittaker指出：“该行业需要一种新的应用技术。汽车制造业已经在涡轮增压器、机油、润滑油、汽油和轻量化等方面进行了高度优化。石墨烯可以提供关键的增量收益，这是一种技术进步。”尽管如此，该材料在早期仍存在不确定性。“石墨烯的应用被误解了。它不是一种无所不能的神奇成分，而是一种与现有工艺高度互补的添加剂。”
石墨烯是汽车中一种有用的成分，因其具有极高的抗拉强度，非常轻，具有高导电性，而且非常薄（比人的头发薄一百万倍），可以被认为是二维的。根据Statista的数据，2012年石墨烯的全球市场价值为900万美元，到2022年飙升至8.65亿美元。全球管理顾问MarketsandMarkets声称，到2025年，石墨烯市场将达到14.8亿美元，其中汽车和运输是最大的应用行业。
GEIC的合作伙伴Briggs Automotive Company（BAC）在2011年出了Mono，展示了石墨烯在汽车领域的应用能力。Mono是世界上首款将石墨烯增强碳纤维完全应用于车身面板的量产车。通过采用石墨烯增强的碳纤维，BAC的Mono实现了显著的重量减轻。Mono还利用石墨烯提高了排气系统的透气性，从而提供了制动马力的优势。有许多石墨烯的增量应用可以改善系统。
GEIC
GEIC跟进NGI工作，以便根据需要进一步实现和扩大初始实验室测试。这些要求涉及将石墨烯结合到特定的产品和应用中。Whittaker表示：“GEIC以行业为主导，与公司和供应链合作，加快石墨烯技术的应用。”。
在GEIC生产设施进行的工作包括储能。Whittaker认为，由于石墨烯的表面积大小和导电性，目前正在进行的袋式电池开发可扩展到电动汽车（EV）电池应用。这个过程很复杂，需要石墨烯浆料涂覆基底，然后固化以产生功能良好的电极。在将设备设置为所需形状并添加电解质之前，将电极压扁以优化导电性。最后阶段是确保电池性能的测试。
Whittaker还强调了石墨烯作为可回收添加剂的特性。在GEIC，回收的原始聚合物会失去性能，但如果添加少量石墨烯，聚合物可以恢复到全部强度。石墨烯在材料生命周期中具有关键功能。从其他材料中提取碳的方法有很多。例如，他强调了闪光焦耳加热方法——在几毫秒内将材料快速真空加热到异常高温——可以将塑料转化为石墨烯。从废木炭中提取石墨烯也是可能的。
GEIC已经与原始设备制造商建立了许多关系，包括宾利和福特。福特需要在配电系统上使用热管理聚合物。GEIC生产的产品比以前更轻、更便宜、更耐用。福特将石墨烯增强聚合物应用于520万辆美国汽车。简单地说，如果用石墨烯增强聚合物，而不是单独使用聚合物，生产成本就会降低，性能也会提高。
未来增长
Whittaker看到了石墨烯未来的增长领域，并列举了石墨烯可以发挥作用的领域：石墨烯可以对超级电容器的节能、电动汽车中现代电池的性能、轮胎的缓慢降解、热管理和部件寿命产生巨大影响。而这绝不是石墨烯潜在用途的极限。GEIC的其他项目包括石墨烯增强制动系统的进步，提高电池阳极和阴极的导电性，提高钠离子电池的性能，以及增强触摸屏触觉界面。
石墨烯具有如此多的潜在创新和应用，可能被证明是汽车行业的重要材料。虽然它的全面影响尚未显现，但石墨烯对电动出行未来的影响可能是深远的。
