W ciągu ostatnich lat konkurencja pomiędzy nanorurkami węglowymi a grafenem, na polu tych samych zastosowań, była niezwykle zaciekła. W przypadku większości zastosowań, rozwój nanorurek węglowych postępuje stopniowo, co znajduje swoje odzwierciedlenie w tendencjach patentowych. W tym czasie, grafen zanotował olbrzymi skok w rozowoju. W postaci tlenków oraz nanopłytek grafen jest na lepszej pozycji, by zaspokoić potrzeby rynku z racji tego, iż jest to niezwykle trwały, rozciągliwy i lekki materiał.

Według nowej analizy Frost & Sullivan, globalnej firmy doradczej, pt. „Ocena wpływu grafenu na kluczowe sektory”,(ang. Impact Assessment of Graphene in Key Sectors) wynika, że do roku 2020 przychody tego segmentu osiągną 149,1 mln USD.

„Przemysł energetyczny jest jednym z najważniejszych rynków dla grafenu i sytuacja ta powinna utrzymać się przez następne trzy lata” – zauważa Sanchari Chatterjee, analityk działu Technical Insights w firmie Frost & Sullivan. „Magazynowanie litowe i substraty układów katalitycznych to jeden z najbardziej obiecujących obszarów zastosowań grafenu. Ponadto zidentyfikowano również inne zastosowania, takie jak magazynowanie energii w akumulatorach i kondensatorach.”

W sektorze elektronicznym grafen zastępuje materiały takie jak tlenek cyny indu. Chociaż grafen jest szeroko stosowany w elektronice elastycznej, może spenetrować ten sektor jeszcze bardziej z racji produkcji miniaturowych elementów elektronicznych i układów optoelektronicznych.

W ciągu najbliższych trzech do pięciu lat, wzrośnie również wykorzystanie grafenu w sektorze elektronicznym i kompozytów. Analitycy spodziewają się, że w tym czasie na grafen otworzą się nowe rynki, takie jak sektor opieki zdrowotnej i higieny osobistej.

Jednak brak masowej, powtarzalnej i niskokosztowej produkcji grafenu sprawia, że jego komercjalizacja stanowi duże wyzwanie. Do dzisiaj grafen wytwarzany jest głównie na poziomie laboratoryjnym, ponieważ procesy takie jak nano-krojenie (ang. nano-slicing), stosowane podczas produkcji na skalę przemysłową, znacznie zwiększają koszty oraz zmniejszają jakość produktów końcowych. Powszechnie stosuje się jednak procesy eksfoliacji.

„Producenci są w trakcie opracowywania kilku ekonomicznych procesów produkcji na dużą skalę, by umożliwić wytwarzanie wysokiej jakości grafenu w krótkim czasie” – dodaje Chatterjee. „Może to znacznie ograniczyć wyzwania związane z komercjalizacją tego materiału.”

Na przykład, chociaż grafen jest jednym z najbardziej wytrzymałych i najcieńszych materiałów na świecie, jego budowa powoduje powstawanie wad, gdy przetwarza się go na postać arkuszy przeznaczonych do wykorzystania w energetyce. Wpływa to negatywnie na wydajność. Ponadto, brak pasma wzbronionego w grafenie jest jego główną wadą techniczną, ponieważ ogranicza zastosowanie tego materiału.

Przy pojawiających się wątpliwościach co do niezawodności samego grafenu, trwają badania nad dostosowaniem grafenu w taki sposób, by umożliwić producentom stosowanie go w jego wzmocnionych i hybrydowych postaciach. Ogólnie rzecz biorąc, naprawcze działania badawczo-rozwojowe i innowacyjne techniki komercjalizacji mogą pomóc zrealizować ogromny potencjał grafenu, który waha się od zastosowań biomedycznych, aż po powłoki antykorozyjne.