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别灰心!石墨烯在电力领域应用大有潜力

北极星输配电网  来源:中电新闻网  作者:白明琴  2016/6/2 10:34:34  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:石墨烯 能源技术 储能

北极星输配电网讯:当前,一种超薄、超轻、超高强度、超强导电性、室温导热和透光性优异的新型纳米材料迅速“走红”,它被称为“新材料之王”,并被预言将“彻底改变21世纪”,掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。目前,有关它的战争已经在实验室打响,引起了各类资本的围观、进入。它就是石墨烯

有资料显示,我国已经走在了石墨烯产业化的前列,是石墨烯研究、应用和开发最为活跃的国家之一。目前,我国已经涌现出了一大批石墨烯相关的企业,产业方向集中在石墨烯制备及储能、触摸屏和涂层等应用领域。对此,业内普遍认为,能源技术是石墨烯主要的应用领域之一。那么,撇开对石墨烯概念、技术成熟度的争论和质疑,就这一材料本身来说,其在电力技术设备方面有哪些潜在的应用价值?本报记者就这一问题采访了掌握石墨烯(单层碳原子)宏量制备技术、实现了其准工业化生产,并靠石墨烯获得了盈利的北京碳世纪科技有限公司(简称“碳世纪”)。

石墨烯超级电容、石墨烯电池是典型应用

石墨烯超级电容、石墨烯电池已经是为人熟知的概念,其性能相较传统产品提升了10%~20%,是石墨烯目前在储能领域最典型的应用。“准确地认知这些应用,首先必须从技术层面理清其概念。”碳世纪产品总监徐亭解释说,例如石墨烯超级电容器确切地应该被称为“石墨烯改性超级电容器”。

电极材料是超级电容、电池的核心。以活性炭作电极材料的一类超级电容来说,当活性炭经石墨烯改性之后,其储存电荷的能力将提升10%~20%,以性能提升之后的活性炭加工而成的产品,就是所谓的石墨烯超级电容器。徐亭介绍,在这一产品中,石墨烯只是作为一种添加的辅助材料,改变了电极材料活性炭的储电性能。因此准确地说,它应该叫做石墨烯改性超级电容器。同理,由经过石墨烯改性、提升性能后的电极材料制作的电池,也应该叫做石墨烯改性电池。不过,石墨烯在两种产品中的作用不尽相同。“对于电容产品,石墨烯主要是提升了其容量,但对于电池来说,石墨烯不仅提升了其容量,更重要的是将其循环寿命也提升4~5倍。”徐亭进一步介绍说,可以简单地理解为,理论上电极材料掺入的石墨烯材料越多,其性能提升得也就越多。“虽然不符合科学语言表述,但可以这么理解。”不过,他指出超级电容、电池的制作工艺非常复杂,实际需要解决的问题有好多,好材料不一定能做出好产品。

“材料和工艺永远是共存的。石墨烯材料与电极材料掺和的比例不同、加工工艺不同,其产品的效能就会不同。”徐亭说,石墨烯在改善电池性能方面的潜力是无极限的,但具体提升多少与其制作工艺紧密相关。他表示,国内能够生产超级电容、电池的厂家非常多,但要想把石墨烯加到电极材料里,对他们来说是件难事。“原本的来料加工的生产工艺,并不能满足石墨烯产品的生产需求。”徐亭认为,自主创新、研发石墨烯应用工艺,是我国电池、电容行业实现产业升级亟待攻克的难题。

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