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石墨烯電池或?qū)⒁I(lǐng)改革

發(fā)布時(shí)間: 2014-12-14 11:35:19    來(lái)源: 澎湃新聞網(wǎng)
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[摘要]石墨烯聚合材料電池的成本將比鋰電池低77%,重量也僅為傳統(tǒng)電池的一半。電動(dòng)交通工具因其清潔性而受到消費(fèi)者青睞,而目前電池的電量和續(xù)航能力卻又讓人有些望而卻步,不過(guò)這個(gè)令人頭痛的問(wèn)題,或?qū)⒌玫浇鉀Q。

 

  石墨烯聚合材料電池的成本將比鋰電池低77%,重量也僅為傳統(tǒng)電池的一半。

  電動(dòng)交通工具因其清潔性而受到消費(fèi)者青睞,而目前電池的電量和續(xù)航能力卻又讓人有些望而卻步,不過(guò)這個(gè)令人頭痛的問(wèn)題,或?qū)⒌玫浇鉀Q。

  據(jù)《世界報(bào)》此前消息,西班牙Graphenano公司(一家以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司)同西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研究出首例石墨烯聚合材料電池,其儲(chǔ)電量是目前市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍,用此電池提供電力的電動(dòng)車(chē)最多能行駛1000公里,而其充電時(shí)間不到8分鐘。

  Graphenano公司計(jì)劃于2015年將此電池投入生產(chǎn),并且計(jì)劃與德國(guó)四大汽車(chē)公司中的兩家(現(xiàn)在還不方便透露公司名稱)將在本月和電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行試驗(yàn)。

  而目前電動(dòng)汽車(chē)界的明星汽車(chē)——特斯拉董事長(zhǎng)兼產(chǎn)品架構(gòu)師艾倫-馬斯克(Elon Musk)此前在接受英國(guó)汽車(chē)雜志《Auto Express》專訪時(shí)大膽預(yù)測(cè),電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)的續(xù)航里程有望達(dá)到約800公里。此石墨烯聚合材料電池與汽車(chē)聯(lián)合的投產(chǎn)問(wèn)世或?qū)⒁I(lǐng)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的新的續(xù)航里程。

  石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年問(wèn)世,其發(fā)現(xiàn)者英國(guó)曼徹斯特大學(xué)安德烈-海姆(AndreGeim)教授于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

  這種石墨烯聚合材料電池的使用壽命較長(zhǎng),是傳統(tǒng)氫化電池的四倍,鋰電池的兩倍。且因石墨烯的特性,此電池的重量?jī)H為傳統(tǒng)電池的一半,使得裝載該電池的汽車(chē)更加輕量化,進(jìn)而提高汽車(chē)燃油效率。

  雖然此電池具有各種優(yōu)良的性能,但其成本并不高。Graphenano公司相關(guān)負(fù)責(zé)人稱,此電池的成本將比鋰電池低77%,完全在消費(fèi)者承受范圍之內(nèi)。

  此外,在汽車(chē)燃料電池等領(lǐng)域,石墨烯還有望帶來(lái)革命性進(jìn)步。

  中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳恒安教授、王奉超特任副研究員與安德烈-海姆教授課題組及荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)研究人員合作,在石墨烯等類膜材料輸運(yùn)特性研究方面首次發(fā)現(xiàn),石墨烯可以作為良好的“質(zhì)子傳導(dǎo)膜”,國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》11月26日在線發(fā)表了這一研究成果。

  燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。與其他電池相比,具有能量轉(zhuǎn)化效率高、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。“質(zhì)子傳導(dǎo)薄膜”是燃料電池技術(shù)的核心部分,汽車(chē)中的燃料電池使用氧和氫作為燃料,轉(zhuǎn)變輸入的化學(xué)能量成為電流。

  現(xiàn)有的質(zhì)子薄膜上常存在燃料泄漏,降低了電池有效性,但質(zhì)子可以較為容易地“穿越”石墨烯等二維材料,而其他物質(zhì)則很難穿越,從而可以解決燃料滲透的問(wèn)題,增加電池的有效性。

  石墨烯薄膜可用于提取大氣層中的氫,暗示著該材料結(jié)合燃料電池更容易從空氣中提取氫。麻省理工學(xué)院的Karnik教授在評(píng)論中指出這項(xiàng)最新研究證實(shí)該在理論上已經(jīng)達(dá)到美國(guó)能源部設(shè)定的2020年質(zhì)子交換膜輸運(yùn)性能目標(biāo)。

  這項(xiàng)突破性研究,為人類認(rèn)知石墨烯等材料特性帶來(lái)全新發(fā)現(xiàn),并有望為燃料電池和氫相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)革命性的進(jìn)步。

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