年中國石墨烯超級(jí)電池最新研究成果

碳原子的一個(gè)簡(jiǎn)單片層晶格卻有令人難以置信的熱和能量傳導(dǎo)性能，給了它徹底改變從機(jī)械到醫(yī)學(xué)電子工程和物理的方方面面徹底改變的潛力。它的應(yīng)用似乎也是無窮無盡的。

但是有一個(gè)問題：還沒有人想出如何將石墨烯變成隨時(shí)可用的產(chǎn)品或技術(shù)。但是科學(xué)家們肯定在嘗試。

從石墨烯“折紙”到智能偽裝，科學(xué)家正試圖以一些創(chuàng)新的方式將這種多功能材料用于創(chuàng)造新技術(shù)。

微小的身體部件

PaulMcEuen，康奈爾大學(xué)的一個(gè)物理學(xué)家，已經(jīng)開始利用石墨烯像紙一樣的特性將其折疊成不同的形狀并按一定的策略位置對(duì)它進(jìn)行剪切，制成3D“剪紙”的結(jié)構(gòu)，折紙上呈現(xiàn)的一種高科技。

通過將石墨烯微觀片切成約人類頭發(fā)寬度的長(zhǎng)度，McEuen正在建設(shè)復(fù)雜的可拉伸和折疊的石墨烯結(jié)構(gòu)。

這些結(jié)構(gòu)包括微小的分子彈簧，可以物理的伸展開凝聚的DNA分子去讀取他們的代碼，或者找出鏈中的異常;或者它們可以用于創(chuàng)建少量材料，用來測(cè)量通過腦細(xì)胞的電流脈動(dòng)。McEuen還設(shè)想，未來迷你石墨烯盒子可以攜帶藥物穿梭到身體的特定部位，盡管這仍然是猜測(cè)。

靈活的、快如閃電的手機(jī)充電器

由于石墨烯是一種良好的導(dǎo)體，它也可以被設(shè)計(jì)成一個(gè)靈活的電池縫入你的衣服。

對(duì)于用作電線的石墨烯片，JoshuaGoldberger，俄亥俄州立大學(xué)的一個(gè)化學(xué)家，設(shè)想象如果你可以在石墨烯外做一個(gè)導(dǎo)體，然后將它與電路的其他主要部件結(jié)合起來?一個(gè)絕緣體和一個(gè)半導(dǎo)體-你就可以建立靈活的電子電路在你走路時(shí)來給你的手機(jī)充電，而無需將其插入電源插座。

內(nèi)置到你衣服里的電池將比這些牛仔褲上的笨重充電器好多了。

更強(qiáng)大的替代電池

我們的現(xiàn)代配件變得越來越小，功能越來越強(qiáng)大，但他們的供電電池并不沒有跟上步伐。隨著對(duì)大型電子項(xiàng)目興趣的增長(zhǎng)-像電動(dòng)汽車和可再生能源，如風(fēng)能和太陽能-，他們也需要更高容量的電池。研究人員正在轉(zhuǎn)向石墨烯來制定解決方案。

目前的電池效率不高-它們需要很長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行充電，并趨向于過熱，這會(huì)浪費(fèi)其存儲(chǔ)的大量的能量。由于石墨烯能非常有效地傳導(dǎo)電，不容易出現(xiàn)過熱，注入它的電子不會(huì)遇到與困擾當(dāng)今小器件相同的能量損失問題。

科學(xué)家認(rèn)為，石墨烯基電池替代品使用這樣少的功率輸入、浪費(fèi)這么少的能量，他們將能夠以閃電速度充電?以秒鐘或分鐘的量級(jí)，而不是通常所需的4小時(shí)。

曼徹斯特城市大學(xué)的研究人員們希望能3D打印這種可以大大提升電池存儲(chǔ)能力的石墨烯基“超級(jí)電池”。其他團(tuán)隊(duì)也希望用石墨烯替代鋰離子電池的陽極和陰極。加州大學(xué)洛杉磯分校的一個(gè)小組正在開發(fā)理論上充電可以比傳統(tǒng)電池快100到1000倍的石墨烯基超級(jí)電容器和準(zhǔn)電容器。