Graphen könnte ganze Branchen revolutionieren. Das dünnste Material, das es gibt, ist 200mal stärker als Stahl, leitet Strom schneller als Kupfer, ist flexibler als Gummi, fast vollständig transparent und extrem wärmeleitfähig. Und es könnte Silicium etwa in Halbleitern und Batterien ersetzen. Entscheidend ist es, die Industrialisierung der extrem dünnen zweidimensionalen Schicht aus Kohlenstoffatomen voranzutreiben. Dazu braucht es Investoren.

„Das Ziel unserer Roadmap ist es, Pfade zur Verbesserung alltäglicher Produkte mit Graphen und verwandten Materialien aufzuklären“, sagt Henning Döscher, der am Fraunhofer ISI in Karlsruhe die Arbeiten des Graphen-Roadmap-Teams leitet. Nach seiner Ansicht könnte Graphen „ähnlich disruptiv wie Silizium und Stahl sein und etwa die Leistungsfähigkeit von Batterien in Zukunft deutlich verbessern. Doch der großflächige Einsatz von Graphen-basierten Batteriekapazitäten bleibt herausfordernd“, dämpft er allzu große Erwartungen. Die euphorischen Hoffnungen vor einigen Jahren sind einer Ernüchterung gewichen.

Eine Reihe von Startups und Unternehmen in Amerika, China und Europa beschäftigt sich mit innovativen Ansätzen zur Graphen-Produktion. Die Dresdner Sixonia ist eines, die 2020 gegründete Black Semiconductor ein anderes. Das Aachener Unternehmen will bis 2026 eine Pilotanlage zur Produktion von Graphen-Halbleitern errichten und hat sich dafür eine öffentliche Förderung von 229 Mill. Euro gesichert.

Die Genueser BeDimensional, eine Ausgründung des Forschungsinstituts Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) hat ein Werk errichtet, in dem jährlich drei Tonnen des Materials produziert werden können. „Das reicht noch lange nicht“, sagt CEO und Gründer Vittorio Pellegrini.

Pellegrini hat neben 20 Mill. Euro von der Europäischen Investitionsbank EIB weitere 7 Mill. Euro bei Investoren eingesammelt. Noch einmal 9 Mill. Euro könnten von der staatlichen Invitalia kommen. „Wir brauchen insgesamt 50 Mill. Euro, und da fehlen derzeit noch 20 Mill. Euro“, sagt er der Börsen-Zeitung. Ziel ist es, die Produktion bis 2027 auf 40 Tonnen und dann auf 100 Tonnen zu steigern.

Referenz-Anteilseigner ist die staatliche italienische CDP Venture. Pellegrini führt Gespräche mit potenziellen Partnern und steht „im Dialog mit zwei bedeutenden deutschen Unternehmen“. Man wolle nicht selbst in Anwendungen einsteigen. Für 2026 strebt BeDimensional eine weitere Kapitalerhöhung unter Beteiligung externer Investoren an und will spätestens 2028 ein marktfähiges Produkt anbieten.

Das größte Potenzial bieten wohl Halbleiter und Lithium-Ionen-Batterien: Maximilian Stephan, Erstautor einer neuen Publikation zum Graphen-Einsatz in Batterien, sieht „ein kontinuierliches Interesse an Graphen-basierten Lösungen“. Entscheidend sei, "wie schnell sich Graphen-basierte Batteriekomponenten in industrielle Produktionsprozesse integrieren lassen und ob wir eine stabile und bedarfsgerechte Lieferkette aufbauen können“, sagt er. Auch Chiphersteller wie TSMC, Samsung und Intel arbeiten am Einsatz von Graphen. In der Luft- und Raumfahrt (Airbus, Boeing) und in der Bauindustrie gibt es ebenfalls Anwendungsmöglichkeiten.

Der Weltmarkt könnte Schätzungen einer 2024 vom Institut Fraunhofer ISI veröffentlichten Studie zufolge von knapp 380 Mill. Dollar 2022 bis 2027 auf 1,5 Mrd. Dollar wachsen und hat das Potenzial, zu explodieren. Wie schnell die Anwendung voranschreite, hängt laut der Studie sowohl von der Preisentwicklung als auch von der Marktakzeptanz und den Anwendungsfällen ab. Im Rahmen der European Flagship Initiative Graphen, zu deren rund 130 Partnern BeDimensional und viele deutsche Institute und Universitäten gehören, hat die EU 1 Mrd. Euro zur Verfügung gestellt. „Der Markt muss entscheiden“, sagt Pellegrini. Er sieht ein Marktpotenzial von 5.000 bis 10.000 Tonnen.