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      石墨烯電池

      時間: 2019-05-30 瀏覽次數: 172 作者: 河南永和春新能源集團有限公司 來源: www.digitaledgedist.com
      石墨烯電池簡介:
      石墨烯電池,利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出的一種新能源電池。
      美國俄亥俄州的Nanotek儀器公司利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出一種新的電池。
      原理:
      石墨烯電池利用環境熱量自行充電的試驗。
      實驗制成電路其中包含LED,用電線連接到帶狀石墨烯。他們只是把石墨烯放在氯化銅(copper chloride)溶液中,進行觀察。LED燈亮了。實際上,他們需要6個石墨烯電路,形成串聯,這樣就可產生所需的2V,使LED燈發亮,就可以得到這個圖片。
      徐子涵和同事說,這里發生情況就是銅離子具有雙重正電荷,穿過溶液的速度約每秒300米,因為溶液在室溫下的熱能量。當離子猛烈撞入石墨烯帶時,碰撞會產生足夠的能量,使不在原位的電子離開石墨烯。電子有兩種選擇:可以離開石墨烯帶,和銅離子結合,也可以穿過石墨烯,進入電路。
      原來,流動的電子在石墨烯中更快,超過它穿過溶液的速度,所以電子自然會選擇路徑,穿過電路。正是這一點點亮了LED燈“釋放的電子更傾向于穿過石墨烯表面,而不是進入電解液。設備就是這樣產生電壓的,”徐子涵說。
      因此,這個裝置產生的能量來自周圍環境的熱量。他們可以提高電流,只需加熱溶液,也可用超聲波加快銅離子。只依靠周圍熱量,就可以使他們的石墨烯電池持續運行20天。但是,還有一個重要的問號。另一個假設是某種化學反應產生電流,就像普通的電池。
      然而,徐子涵和同事說,他們排除了這一點,因為進行了幾組控制實驗。然而,這些是在一些補充材料中介紹的,他們似乎并沒有放在arXiv網站上。他們需要趕在別人做出嚴肅聲明之前公開。從表面價值來看,這看起來是一項非常重要的成果。其他人也在石墨烯中產生過電流,但只是讓水流過它,所以這并不真的使人吃驚,移動的離子也可以產生這樣的效果。這預示著清潔的綠色電池,只依靠環境熱量驅動。徐子涵和同事說:“這代表著一個巨大的突破,研究的是自驅動技術”。
      產品應用:
      隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產業化應用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
      消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。有數據顯示2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9.65億片。到2015年,平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片,為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。韓國三星公司的研究人員也已制造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏,相信大規模商用指日可待。
      另一方面,新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研制出表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板,可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外,石墨烯超級電池的成功研發,也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
      由于高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用于航天領域的石墨烯傳感器,就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。

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