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石墨烯電池或將引領改革

發(fā)布時間: 2014-12-14 11:35:19    來源: 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。電動交通工具因其清潔性而受到消費者青睞,而目前電池的電量和續(xù)航能力卻又讓人有些望而卻步,不過這個令人頭痛的問題,或將得到解決。

 

  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。

  電動交通工具因其清潔性而受到消費者青睞,而目前電池的電量和續(xù)航能力卻又讓人有些望而卻步,不過這個令人頭痛的問題,或將得到解決。

  據(jù)《世界報》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合作研究出首例石墨烯聚合材料電池,其儲電量是目前市場最好產(chǎn)品的三倍,用此電池提供電力的電動車最多能行駛1000公里,而其充電時間不到8分鐘。

  Graphenano公司計劃于2015年將此電池投入生產(chǎn),并且計劃與德國四大汽車公司中的兩家(現(xiàn)在還不方便透露公司名稱)將在本月和電動汽車進行試驗。

  而目前電動汽車界的明星汽車——特斯拉董事長兼產(chǎn)品架構師艾倫-馬斯克(Elon Musk)此前在接受英國汽車雜志《Auto Express》專訪時大膽預測,電動汽車未來的續(xù)航里程有望達到約800公里。此石墨烯聚合材料電池與汽車聯(lián)合的投產(chǎn)問世或將引領電動汽車行業(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年問世,其發(fā)現(xiàn)者英國曼徹斯特大學安德烈-海姆(AndreGeim)教授于2010年獲得諾貝爾物理學獎。

  這種石墨烯聚合材料電池的使用壽命較長,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,此電池的重量僅為傳統(tǒng)電池的一半,使得裝載該電池的汽車更加輕量化,進而提高汽車燃油效率。

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

  此外,在汽車燃料電池等領域,石墨烯還有望帶來革命性進步。

  中國科學技術大學吳恒安教授、王奉超特任副研究員與安德烈-海姆教授課題組及荷蘭內梅亨大學研究人員合作,在石墨烯等類膜材料輸運特性研究方面首次發(fā)現(xiàn),石墨烯可以作為良好的“質子傳導膜”,國際頂尖學術期刊《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,具有能量轉化效率高、無環(huán)境污染等優(yōu)點。“質子傳導薄膜”是燃料電池技術的核心部分,汽車中的燃料電池使用氧和氫作為燃料,轉變輸入的化學能量成為電流。

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

  石墨烯薄膜可用于提取大氣層中的氫,暗示著該材料結合燃料電池更容易從空氣中提取氫。麻省理工學院的Karnik教授在評論中指出這項最新研究證實該在理論上已經(jīng)達到美國能源部設定的2020年質子交換膜輸運性能目標。

  這項突破性研究,為人類認知石墨烯等材料特性帶來全新發(fā)現(xiàn),并有望為燃料電池和氫相關技術領域帶來革命性的進步。

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