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石墨烯电池难产研究人员又出新招

石墨烯进入人们的视野差不多应该是特斯拉电动车火起来后的事,石墨烯最捧为电池届的超级材料,但它早于2004年,曼彻斯特大学的两位科学家就发现了,最初其实仅仅是无聊拿着电子显微镜观察铅笔的笔尖也就是碳,电子显微镜下发现石墨由彼此堆叠的超薄纯碳片制成。盖姆(Geim)和诺沃塞洛夫(Novoselov)想看看他们是否可以分离出单片石墨,即只有一个原子厚的不可能的薄碳层。

他们拿出了最原始的方法去分离石墨,拿了一条胶带贴在石墨上撕下一层后反复贴反复撕,粘胶带方法有效!通过隔离单层碳,Geim和Novoselov发现了一种崭新的材料,即石墨烯,该材料现在被认为是地球上最坚固,最轻和最导电的物质。2010年,Geim和Novoselov 因发现石墨烯而获得了诺贝尔物理学奖

石墨烯具有超强的结构。如果可以放大得足够近,您会发现一片石墨烯看起来像原子级蜂窝。单个碳原子以类似于鸡丝的六边形排列。石墨烯片中的每个碳原子都与其他三个碳原子共价键合,从而使该材料具有不可思议的强度一片石墨烯厚度仅为一个原子厚,可以检查超材料的所有盒子:

石墨烯电池难产研究人员又出新招

  • 石墨烯的重量比钢强200倍。
  • 它比纸张轻1000倍。
  • 它是98%透明的。
  • 在室温下,它的导电性能优于任何其他已知材料。
  • 它可以将任何波长的光转换为电流。
  • 最后但并非最不重要的一点是,石墨烯是由碳制成的,碳是宇宙中第四大富集的元素,因此我们不太可能耗尽

这么多的优点,但是石墨烯依旧难产,欧盟10亿欧元的石墨烯合作项目,旨在加快石墨烯技术的发展。并已经在制造石墨烯电池,其容量和能耗仅仅分别比当今最好的高能电池高20%和15%,而且造价高昂产量低。

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石墨烯电池的难产让新能源汽车望尘莫及,研究人员只能通过其他用途来提升石墨烯的生产价值,光子学是已经纳入石墨烯的另一个领域。通过将石墨烯集成到光敏芯片中,相机和其他传感器甚至可以极大地提高对可见光谱和不可见光谱中最微弱的光波的灵敏度。这不仅将改善照相机和望远镜的图像质量,而且还将改善医学图像。

过滤是石墨烯的又一个有希望的应用。用石墨烯聚合物制成的简单净水过滤器可以与饮用水中的有机和无机污染物结合。石墨烯旗舰公司的研究人员还创建了基于石墨烯二极管的脱盐技术,该技术可以从海水中去除60%以上的盐,用于农业和其他用途。

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