石墨烯電池


隨著批量化生產(chan) 以及大尺寸等難題的逐步突破,石墨烯的產(chan) 業(ye) 化應用步伐正在加快,基於(yu) 目前已有的研究成果,最先實現商業(ye) 化應用的領域可能會(hui) 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(wei) 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(wei) 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(yi) 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(yi) 片,為(wei) 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製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。

另一方麵,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製出表麵附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板,可極大降低製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(jue) 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(chan) 業(ye) 的發展。這一係列的研究成果為(wei) 石墨烯在新能源電池行業(ye) 的應用鋪就了道路。

由於(yu) 高導電性、高強度、超輕薄等特性,石墨烯在航天軍(jun) 工領域的應用優(you) 勢也是極為(wei) 突出的。前不久美國NASA開發出應用於(yu) 航天領域的石墨烯傳(chuan) 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。

石墨烯電池利用環境熱量自行充電的試驗。

實驗製成電路其中包含LED,用電線連接到帶狀石墨烯。他們(men) 隻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(men) 需要6個(ge) 石墨烯電路,形成串聯,這樣就可產(chan) 生所需的2V,使LED燈發亮,就可以得到這個(ge) 圖片。

徐子涵和同事說,這裏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(wei) 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(hui) 產(chan) 生足夠的能量,使不在原位的電子離開石墨烯。電子有兩(liang) 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(hui) 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(qing) 向於(yu) 穿過石墨烯表麵,而不是進入電解液。設備就是這樣產(chan) 生電壓的,”徐子涵說。

因此,這個(ge) 裝置產(chan) 生的能量來自周圍環境的熱量。他們(men) 可以提高電流,隻需加熱溶液,也可用超聲波加快銅離子。隻依靠周圍熱量,就可以使他們(men) 的石墨烯電池持續運行20天。但是,還有一個(ge) 重要的問號。另一個(ge) 假設是某種化學反應產(chan) 生電流,就像普通的電池。

然而,徐子涵和同事說,他們(men) 排除了這一點,因為(wei) 進行了幾組控製實驗。然而,這些是在一些補充材料中介紹的,他們(men) 似乎並沒有放在arXiv網站上。他們(men) 需要趕在別人做出嚴(yan) 肅聲明之前公開。從(cong) 表麵價(jia) 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(chan) 生過電流,但隻是讓水流過它,所以這並不真的使人吃驚,移動的離子也可以產(chan) 生這樣的效果。這預示著清潔的綠色電池,隻依靠環境熱量驅動。徐子涵和同事說:“這代表著一個(ge) 巨大的突破,研究的是自驅動技術”。


坦能BG大游集团 智慧清潔

資深BG大游集团智慧清潔專家在線為您解答所有疑惑

免費谘詢