何为石墨烯电池?

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2023-3-30 01:19

石墨烯,作为电池领域的 “ 黑金 ”,正在被深度研发及广泛推广中。关于什么是石墨烯电池。国际能源汽车网记者为大家做了简单的梳理:

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。

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 ”。

石墨烯电池或将引领改革

“ 石墨烯电池或将引领改革:充电 10 分钟跑 1000 公里 ”[5] 报道: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。虽然此电池具有各种优良的性能,但其成本并不高。Graphenano 公司相关负责人称,此电池的成本将比锂电池低 77%,完全在消费者承受范围之内。此外,在汽车燃料电池等领域,石墨烯还有望带来革命性进步。

 
玄能
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