一種新的“黑科技”就是石墨烯技術，現(xiàn)已橫空出世。據(jù)報道，利用石墨烯聚合材料生產(chǎn)出來的汽車電池，有望達到這樣驚人的效果：只充電幾分鐘，就可以讓汽車連續(xù)開行1000公里。這種技術在西班牙、韓國等地，都接近于實現(xiàn)突破。

　　據(jù)法國媒體消息，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，用這種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。

　　石墨烯電池慨念

　　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-海姆教授于2010年獲得諾貝爾物理學獎。

　　石墨烯電池，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。

　　石墨烯電池的原理

　　石墨烯電池利用環(huán)境熱量自行充電的試驗。

　　石墨烯電池在飽和氯化銅溶液中，時間(小時、天數(shù))和產(chǎn)生電壓的關系。

　　實驗制成電路其中包含LED，用電線連接到帶狀石墨烯。他們只是把石墨烯放在氯化銅(copper chloride)溶液中，進行觀察。LED燈亮了。實際上，他們需要6個石墨烯電路，形成串聯(lián)，這樣就可產(chǎn)生所需的2V，使LED燈發(fā)亮，就可以得到這個圖片。

　　徐子涵和同事說，這里發(fā)生情況就是銅離子具有雙重正電荷，穿過溶液的速度約每秒300米，因為溶液在室溫下的熱能量。當離子猛烈撞入石墨烯帶時，碰撞會產(chǎn)生足夠的能量，使不在原位的電子離開石墨烯。電子有兩種選擇：可以離開石墨烯帶，和銅離子結合，也可以穿過石墨烯，進入電路。

　　原來，流動的電子在石墨烯中更快，超過它穿過溶液的速度，所以電子自然會選擇路徑，穿過電路。正是這一點點亮了LED燈“釋放的電子更傾向于穿過石墨烯表面，而不是進入電解液。設備就是這樣產(chǎn)生電壓的，”徐子涵說。

　　因此，這個裝置產(chǎn)生的能量來自周圍環(huán)境的熱量。他們可以提高電流，只需加熱溶液，也可用超聲波加快銅離子。只依靠周圍熱量，就可以使他們的石墨烯電池持續(xù)運行20天。但是，還有一個重要的問號。另一個假設是某種化學反應產(chǎn)生電流，就像普通的電池。

　　然而，徐子涵和同事說，他們排除了這一點，因為進行了幾組控制實驗。然而，這些是在一些補充材料中介紹的，他們似乎并沒有放在arXiv網(wǎng)站上。他們需要趕在別人做出嚴肅聲明之前公開。從表面價值來看，這看起來是一項非常重要的成果。其他人也在石墨烯中產(chǎn)生過電流，但只是讓水流過它，所以這并不真的使人吃驚，移動的離子也可以產(chǎn)生這樣的效果。這預示著清潔的綠色電池，只依靠環(huán)境熱量驅(qū)動。徐子涵和同事說：“這代表著一個巨大的突破，研究的是自驅(qū)動技術”。

　　但這僅僅是石墨烯的神奇應用之一。據(jù)稱，石墨烯材料如果取代硅，有望讓計算機處理器的運行速度快數(shù)百倍;石墨烯有望引發(fā)觸摸屏和顯示器產(chǎn)品的革命，制造出可折疊、伸縮的顯示器件;石墨烯強度超出鋼鐵數(shù)十倍，有望被用于制造超輕型飛機材料、超堅韌的防彈衣等。

　　但這僅僅是石墨烯的神奇應用之一。據(jù)稱，石墨烯材料如果取代硅，有望讓計算機處理器的運行速度快數(shù)百倍;石墨烯有望引發(fā)觸摸屏和顯示器產(chǎn)品的革命，制造出可折疊、伸縮的顯示器件;石墨烯強度超出鋼鐵數(shù)十倍，有望被用于制造超輕型飛機材料、超堅韌的防彈衣等。

　　石墨烯到底是什么東西?它其實是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。它是目前自然界最薄、強度最高的材料。

　　石墨烯電池應用的意義

　　該產(chǎn)品的研發(fā)成功，徹底打開了石墨烯在消費電子鋰電池、動力鋰電池以及儲能領域鋰電池的應用空間 。

　　電池循環(huán)壽命高達3500次左右，充電效率是普通充電產(chǎn)品的24倍。

　　石墨烯材料如果能成功的應用在鋰離子電池中，可大幅度提升鋰離子電池充放電速度。

　　該材料具有極佳的電化學儲能特性，除了超快速充放電，它還可以循環(huán)充電5萬次以上，有望為電池行業(yè)帶來革命性變化。

　　石墨烯電池續(xù)航能力

　　衡量一款DC的續(xù)航能力到底有多強?日本“相機與影像產(chǎn)品協(xié)會CIPA”制定的數(shù)碼相機電力測試標準，測試方法是開機之后每隔30秒拍攝一張，閃光燈每隔兩張閃一次，每次拍攝前得先動一下伸縮鏡頭，液晶屏幕則保持開啟，拍到10張之后開機，然后重新來過，一直到液晶屏幕無法開啟或無法拍攝為止。如果產(chǎn)品說明上注明的是CIPA標準，這樣的數(shù)字才有參考價值。而電池實際工作時間往往會隨保存或使用的條件或環(huán)境有所改變，所以我們不要被這些數(shù)值所迷惑。

　　總結

　　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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責任編輯：汪玉玲

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