如今石墨烯电池可以替代太阳能行业吗?
1.“万能材料”
10月23日,中国国家主席习近平观赏了盖姆地点的曼彻斯特大学国家石墨烯研究院。当天上午,中国企业华为对外宣布与曼彻斯特大学进行共同开发ICT范畴的下一代高功能技术的协作研究,研究如何将石墨烯范畴的突破性效果使用于消费电子产品和移动通信设备。
华为公司创始人任正非,此前屡次谈到石墨烯,提出“这个年代将来最大的推翻是石墨烯年代将推翻硅年代”的主意,并认为未来10年至20年内将迸发一场技术革命。
石墨烯是由单层碳原子层构成的蜂窝状晶格二维原子晶体,理论厚度仅为0.34纳米,具有优秀的导热功能、力学功能、较高的电子迁移率、较高的比表面积和量子霍尔效应等性质
石墨烯共同的二维层状结构和杰出的生物相容性,使其能很好地作为药物载体。科学家将石墨烯与抗肿瘤药物反应制得复合物,可在人体内缓慢开释药物,并且药物的负载量远远高于传统的药物载体。
据中科院金属所研究员成会明介绍,在清洁动力范畴,石墨烯使用远景广阔。清洁动力最大问题是稳定性和移动存储难题。存储方式首要为超级电容和电池,都需求满意高能量密度、高功率密度、高可靠性和长寿命。石墨烯可增加锂电池电极的导电性。他们将石墨烯混合物使用于锂电池,其续航里程可增加到400公里以上。
另一方面是用于柔功能量存储,将来用于柔性可穿戴设备,柔性智能设备。“要柔性显示,也要柔性动力,包含柔性锂电池、柔性超级电容。”
在承受记者专访时,盖姆较为慨叹地表明,自2010年他与搭档因发现石墨烯共获诺贝尔物理学奖之后,短短几年间全球石墨烯研制及商业化的速度令他十分惊诧。
2.制备难题
人们耳熟能详的趣事,是安德烈·盖姆用通明胶带得到了石墨烯,并因而获得了诺贝尔奖。实际上,在用通明胶带得到石墨烯后,他们就开始研制机械化的石墨烯制备方法。2004年,他们成功用微机械剥离法制备出单层石墨烯。
尽管CVD能满意规模化制备大面积、高质量的石墨烯要求,但在现阶段由于其本钱较高和工艺杂乱等缺点,约束了这种方法在石墨烯制备中的使用。
北京大学纳米化学中心教授彭海琳对记者介绍,他们发现可以用三聚氰胺对铜箔进行预处理,减少铜箔上的凝结点,这样就可以形成大片的石墨烯薄膜,进步薄膜的透光性、导电性和一致性,然后经过卷对卷的方法,把石墨烯薄膜转移到高分子PET薄膜上,就可以得到高质量的石墨烯薄膜。
在业界专家看来,石墨烯的首要挑战是要一起满意两个条件:低本钱和高质量。
海通证券高级分析师施毅指出,目前液相氧化还原法是量产的首要制备方法,制备的石墨烯价格可降至10元/克以下,制品多为粉材、浆料,可直接成膜,合适中低端使用。CVD方法可直接制备石墨烯薄膜,质量更高,功能更好,但价格十分昂贵,未来若技术进步、需求放大带动规模效应,本钱有望快速降低。