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一种新的“黑科技”就是石墨烯技术,现已横空出世。据报道,利用石墨烯聚合材料生产出来的汽车电池,有望达到这样惊人的效果:只充电几分钟,就可以让汽车连续开行1000公里。这种技术在西班牙、韩国等地,都接近于实现突破。
产经周刊综合 据法国《世界报》消息,西班牙Graphenano公司(一家以工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池,其储电量是目前市场最好产品的三倍,用这种电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。
石墨烯电池慨念
石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年问世,其发现者英国曼彻斯特大学安德烈-海姆教授于2010年获得诺贝尔物理学奖。
石墨烯电池,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。
石墨烯电池的原理
石墨烯电池利用环境热量自行充电的试验。
石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中,时间(小时、天数)和产生电压的关系。
实验制成电路其中包含LED,用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜(copper chloride)溶液中,进行观察。LED灯亮了。实际上,他们需要6个石墨烯电路,形成串联,这样就可产生所需的2V,使LED灯发亮,就可以得到这个图片。
徐子涵和同事说,这里发生情况就是铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。
原来,流动的电子在石墨烯中更快,超过它穿过溶液的速度,所以电子自然会选择路径,穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面,而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的,”徐子涵说。
因此,这个装置产生的能量来自周围环境的热量。他们可以提高电流,只需加热溶液,也可用超声波加快铜离子。只依靠周围热量,就可以使他们的石墨烯电池持续运行20天。但是,还有一个重要的问号。另一个假设是某种化学反应产生电流,就像普通的电池。
然而,徐子涵和同事说,他们排除了这一点,因为进行了几组控制实验。然而,这些是在一些补充材料中介绍的,他们似乎并没有放在arXiv网站上。他们需要赶在别人做出严肃声明之前公开。从表面价值来看,这看起来是一项非常重要的成果。其他人也在石墨烯中产生过电流,但只是让水流过它,所以这并不真的使人吃惊,移动的离子也可以产生这样的效果。这预示着清洁的绿色电池,只依靠环境热量驱动。徐子涵和同事说:“这代表着一个巨大的突破,研究的是自驱动技术”。
但这仅仅是石墨烯的神奇应用之一。据称,石墨烯材料如果取代硅,有望让计算机处理器的运行速度快数百倍;石墨烯有望引发触摸屏和显示器产品的革命,制造出可折叠、伸缩的显示器件;石墨烯强度超出钢铁数十倍,有望被用于制造超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣等。
但这仅仅是石墨烯的神奇应用之一。据称,石墨烯材料如果取代硅,有望让计算机处理器的运行速度快数百倍;石墨烯有望引发触摸屏和显示器产品的革命,制造出可折叠、伸缩的显示器件;石墨烯强度超出钢铁数十倍,有望被用于制造超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣等。
石墨烯到底是什么东西?它其实是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前自然界最薄、强度最高的材料。
石墨烯电池应用的意义
该产品的研发成功,彻底打开了石墨烯在消费电子锂电池、动力锂电池以及储能领域锂电池的应用空间 。
电池循环寿命高达3500次左右,充电效率是普通充电产品的24倍。
石墨烯材料如果能成功的应用在锂离子电池中,可大幅度提升锂离子电池充放电速度
该材料具有极佳的电化学储能特性,除了超快速充放电,它还可以循环充电5万次以上,有望为电池行业带来革命性变化。
电池续航能力
衡量一款DC的续航能力到底有多强?日本“相机与影像产品协会CIPA”制定的数码相机电力测试标准,测试方法是开机之后每隔30秒拍摄一张,闪光灯每隔两张闪一次,每次拍摄前得先动一下伸缩镜头,液晶屏幕则保持开启,拍到10张之后开机,然后重新来过,一直到液晶屏幕无法开启或无法拍摄为止。如果产品说明上注明的是CIPA标准,这样的数字才有参考价值。而电池实际工作时间往往会随保存或使用的条件或环境有所改变,所以我们不要被这些数值所迷惑。
总结
这项突破性研究,为人类认知石墨烯等材料特性带来全新发现,并有望为燃料电池和氢相关技术领域带来革命性的进步。
延伸阅读:
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石墨烯电池要想真正实现量产,还要克服成本、技术等困难。电池技术总是在不断在向前发展,继比亚迪的刀片电池之后,广汽集团带来了石墨烯电池。难道电动车充电速度堪比加油的目标就要实现了?12月15日,广汽集团在互动平台表示,目前公司石墨烯电池研发工作在持续进行中,预计今年底将此项技术推向实车
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过氧化硅正在成为一种具有巨大发展前景的太阳能电池材料,但它存在一些耐久性问题。日前,来自南加州大学能源与化学工程学院的朴惠生教授和他的研究团队开发出一种新的电极,可以大大提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)的稳定性,由于其成本低、功率转换效率高,将成为下一代太阳能电池最有希望的候选电池。
日前,广汽自主研发的基于三维结构石墨烯(3DG)材料的“超级快充电池”,将于今年底,石墨烯电池将进入量产测试阶段,石墨烯电池具备8分钟充电至85%的超级快充能力。什么是石墨烯?“铅笔在纸上划过的痕迹,其实就可能是多层石墨烯。”这大概是对石墨烯描述最通俗易懂的解释了,作为一种以碳原子为核
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被寄予厚望的“新材料之王”石墨烯总是话题不断。5月13日,广汽集团在官微上宣布,其石墨烯电池量产研发工作预计今年底将从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将率先搭载。据测试,广汽集团所研发的石墨烯“超级快充电池”仅需8分钟就能充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。该消息发布后
根据国际市场研究机构MarketsandMarkets最新发布的报告,到2030年全球石墨烯电池市场规模有望达到6.09亿美元,期间年复合增长率达到23.9%。从短期来看,到2021年锂离子石墨烯电池将占该市场最大的市场份额。由于它们重量轻,经久耐用,适合大容量储能,并且缩短了充电时间,石墨烯锂离子电池被消费电子
与石墨相比,不具有层状结构的石墨烯用作锂电负极的产业化前景不乐观。从目前技术发展阶段来看,石墨烯电池尚未出现。不久前,某知名厂商在法国官方推特上发布消息,预告其将是第一个配备“石墨烯电池”的手机品牌,并指出这种电池比以前的型号充电速度更快、更耐用、更小巧。虽然不久这则消息被删除,
前不久,一则西班牙Graphenano公司同西班牙科尔多瓦大学合作研究出了首例石墨烯聚合材料电池的消息轰动业内,据称德国两大汽车公司将在汽车上采用该技术进行试验。近日Graphenano的中国合作伙伴济南墨希新材料科技有限公司称,该技术目前已列入公司的引进计划,项目细则正在商谈中。济南墨希新材料科技有限公司由西班牙TECGRAFENO和Graphenano以及中方投资人共同投建,主要提供高品质的石墨烯粉末、石墨烯纳米纤维、格芬系列石墨烯矿物涂料、导电涂料、防腐涂料、Nanotech系列砂浆与石墨烯聚合物添加剂等产品。石墨烯矿物涂料、导电涂料已经全面工业
据《世界报》消息,Graphenano公司同西班牙科尔瓦多大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池,其储电量是目前市场最好产品的三倍,用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而其充电时间不到8分钟。Graphenano公司计划于2015年将此电池投入生产,并且计划与德国四大汽车公司中的两家(现在还不方便透露公司名称)合作进行电动汽车应用试验。
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