Functional coatings produced by electrospray with graphene oxide

Hovedmålet med dette prosjektet har vært å utvikle en enkel, grønn og kostnadseffektiv storskala produksjonsmetodikk for ultratynne grafen- og funksjonaliserte grafenderivatbelegg og tynne filmer av høy kvalitet. I dette prosjektet har Abalonyx / LayerOne utviklet en rekke funksjonelle grafen-belegg ved hjelp av to forskjellige metoder: (I) elektrospraying og (II) electroplating. Grafenbelegg er kjent for å ha forskjellige egenskaper, inkludert korrosjons-, UV-beskyttelsesegenskaper. Vi har brukt et elektrospray / galvaniseringsapparat satt opp av SINTEF for å optimalisere beleggene og deretter karakterisere for målegenskapene. SINTEF bidrar med optimalisering og oppskalering av elektrosprayapparatet samt karakterisering av belegg. Belegg er laget ved elektrospraying / electroplating av GO, rGO, grafenkompositter på forskjellige underlag, inkludert metaller, polymerer og glass. Alle nøkkelparametrene, inkludert temperatur, fuktighet, løsemiddel, dispersjonsviskositet, elektrisk felt har blitt overvåket og kontrollert for å få best mulig belegg. Elektrosprayapparatet er oppgradert for å øke kvaliteten på beleggene. Electroplating brukes som en alternativ / komplementær metode for å lage grafenbelegg. Belegg er laget på flere forskjellige underlag som rustfritt stål, Al, glass. XRD har blitt brukt som en enkel og rask måte å ha en kvalitetskontroll av belegg. Beleggene er videre karakterisert med RAMAN, SEM, EIS og XPS. Belegg av høy kvalitet ble oppnådd på glass. Ved å elektroavsette et grafen-nanokomposittbelegg på kobbersubstrat, øker korrosjons-motstanden med 70 %. EIS-analyse viser 100 % (%IE=%100) korrosjonsbeskyttelse ved å påføre et andre lag med GO/PDMS. Bedre anti-korrosjonsegenskaper kan oppnås hvis Cu er dekket av GO/PDMS nanokompositt (100 %) enn GO/PU (80 %). Belegg fremstilt med N-dopet grafen kvanteprikker (N-GQDots) viser UV-beskyttelse over hele UV-området.

It was anticipated to graphene oxide coatings with corrosion protective properties. Coatings prepared in the project have been analyzed by SINTEF and we see very promising results in terms of anti-corrosion properties on Cu, Al and stainless steel. The merkets where we see the potentially largest impacts are in steel tubes for gas, corrosion protection on bridges and other metal in contact with sea water and on current collectors in energy storage - batteries and super capacitors.

In this project Abalonyx will develop Functional coatings produced by electrospray with graphene oxide, with special focus on anti-corrosion protective coatings on steel and aluminum. Abalonyx produces graphene oxide, a compound that is known to have anti-corrosion properties in certain formulations used to protect e.g. car parts. Abalonyx will use an electrospray apparatus set up by SINTEF to optimize the coatings and then characterize for the target properties. SINTEF will contribute with optimization and scale-up of the electrospray apparatus as well as characterisation of coatings and the University of Oslo will contribute with Raman characterization of the produced coatings and lead dissemination in scientific journals. Abalonyx will also as part of the project participate in a Eureka-SMART-project with Provexa AB and other Swedish and German partners, utilizing GO in anti-corrosive coatings by elctroplating. The main goal of this project is to develop a simple, green, and cost-effective large-scale production methodology of high-quality, ultrathin graphene and functionalized graphene derivatives coatings and thin films.