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全球首款!石墨烯再获突破!未来有望充电10分钟跑1000公里!

文章来源: 四川铁投广润物流   发布时间: 2016-07-19 16:05:53   点击次数:

 

  首款石墨烯基锂离子电池发布

  7月8日,世界首款石墨烯基锂离子电池产品在北京发布。专家认为,该产品的研发成功,彻底打开了石墨烯在消费电子锂电池、动力锂电池以及储能领域锂电池的应用空间。

  首款石墨烯基锂离子电池产品由国内上市公司推出,并命名为“烯王”。 该产品性能优良,可在-30℃—80℃环境下工作,电池循环寿命高达3500次左右,充电效率是普通充电产品的24倍。

  实际上,锂离子电池充放电速度是由锂离子在电极中的传输和脱嵌速度来决定,石墨烯具有优异的电子和离子传导性能及特殊的二维单原子层结构,可在电极材料颗粒间构成三维电子和离子传输网络结构, 石墨烯材料如果能成功的应用在锂离子电池中,可大幅度提升锂离子电池充放电速度,实现电池技术的巨大突破,并将推动新能源产业实现跃进式发展。(科技日报)

  

  众多国家重视发展石墨烯技术

  什么是石墨烯?为什么当它的时代到来,会为中东产油国带来巨大的经济灾难,甚至可能破产?

  石墨烯将取代硅,为世界电子科技开创一个崭新的时代!

  石墨烯手机充电时间只需5秒,电池就满档,可以连续使用半个月!

  石墨烯电池只需充电10分钟,环保节能汽车就有可能行驶1000公里!

  科学家确认,石墨烯未来将取代煤炭与石油天然气,成为提供人类生活所需大多数发电能源的来源!

  

  石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年问世, 发现石墨烯的英国曼彻斯特大学安德烈·海姆和诺沃肖洛夫教授凭着这一重大发现而于2010年获得诺贝尔物理学奖!

  这标志着不久的将来,所有依靠生产石油赚取收入的国家将面临经济大灾难,石油将无人问津,油价将跌落谷底,中东许多产油国将有可能排队破产!

  

  石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证,例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。但更令人感兴趣的,是它那许多“极端”性质的物理性质。

  因为只有一层原子,电子的运动被限制在一个平面上,石墨烯也有着全新的电学属性。 石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

  在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料,用于制造汽车、飞机和卫星。

  由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称: “石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”

  中国石墨烯技术世界第一

  

  石墨烯被许多国家列为头号技术研发。虽然石墨烯起于英国,但目前为止,中国的石墨烯发展技术领先于世界!

  目前全球已有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯研发。

  中国在石墨烯研发上,目前已申请超过2200项专利,占世界的3分之1

  2015年全球石墨烯专利数据显示,排名首位的依然是中国,之后是美国、韩国、日本。

  批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。 而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题,制造成本已从5000元/克降至3元/克,解决了这种材料的量产难题。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯,并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上,制备出了7英寸石墨烯触摸屏。

  华为创始人任正非在一次媒体采访时说:“ 未来10~20年内会爆发一场技术革命颠覆时代,石墨烯时代将取代硅时代。

  预计到2020年,中国石墨烯产业能达到1000个亿。

  科学技术是第一生产力,未来国与国之间的竞争是科技之争,能源之争。石墨烯开发应用技术已经到了亮剑时刻。(互联网热点互联网行业主编贺菁,微信号:webhot、科技日报等)

  延伸阅读:

  一个科研狗是如何发现神一样的石墨烯的?

  来源:漫科普(微信号mankepu),节选

  

  当Andre Geim 还是一只科研狗的时候,也曾经四面楚歌,苦逼到饭都吃不起的地步。

  事实一再印证,命运之神会眷念每一个逗逼。于是,他终于发现了牛B的石墨烯, 使人类的科技从硅时代一跃进入碳时代,并为自己赢得了科学家的最高奖——诺贝尔物理学奖。

  1987年Andre Geim 拿到自己的博士学位后,进入俄罗斯科学院,开始了一条科研狗的生活。

  AG找了个机会跑到英国做博士后,随后几年中又分别去了丹麦、荷兰,其实就是去这些发达国家的实验室里打工挣钱养家糊口。

  由于之前一直没有做出什么亮眼的成果,也没有发过什么好paper。所以,AG到哪儿都是一个无名小卒,无人问津。 时间一晃,他已经36岁了,基本上一事无成。没有自己的科研团队,没有研究方向,更没有丰厚的科研经费。

  时间到了2004年,这一年,AG想玩一次大的。

  现代人类对于物质结构已经有了一个相对明确的认知。如果从原子尺度观察物质结构,原子们就是像搭乐高积木一样构建出我们这个千变成化的物质世界。

  

  而在人们所认知的结构中,石墨绝对是一个另类。

  石墨的晶体结构是层状的,靠微弱的范德华力把相邻的两层贴合在一起。层与层之间充斥着大量的电子,因此,石墨是良好的导电体。

  

  而单个石墨层,则是碳原子与碳原子相互连结形成正六边形,并延伸成一张无限大的原子网。这张网上的原子连结的是如此结实,以致于这张网比钻石还硬。

  

  有过削铅笔经验的小伙伴们都很清楚,铅笔中的石墨芯是很软的,而且很容易就掰断了。用铅笔书写,其实就是一个将芯上脱落的石墨颗粒留在纸面上过程。

  这是因为石墨相邻分子层粘合的力很弱。石墨层很容易发生相互移动或剥离。就像下面这幅图示意的一样。

  

  随着现代化科学仪器的不断进步,人类研究的尺度也越来越小。已经进入到纳米、甚至更小的原子级别。然而,尽管人们对石墨的结构已有了完全的认识,甚至预言了单层的石墨可能会具有非常好的物理性质。

  但如何把石墨不断地磨薄,薄到只有一个原子的厚度,这个世界难题还是让所有的科学家们望而却步了。

  甚至有些科学界的大牛们断言,单层的石墨是不可能独自存在的!所有妄想做出单层石墨的人,都是痴人说梦!

  马云的这句话很精辟: 梦想还是要有的,万一实现了呢?

  

  于是,AG果断地把一块石墨递给一个研究生:“去,把它磨到最薄!”

  那个研究生当时就晕菜了。。。铁杵磨成针已是极致,你居然让我磨到原子量级。。。

  于是这个研究生天天苦逼地磨石墨,几个月后,已经磨到最薄,实在磨不下去了。拿来一测量,还有几千个原子层厚,他绝望了。。。于是撒手不干,老子不玩了。

  此路不通,AG只好再寻他途。这时,他看到学生用透明胶带贴在石墨表面,就问学生为什么这么做。学生说胶带可以把表面一层脏的石墨撕下来,再用干净的表面来磨。

  瞬间,AG的脑洞亮了。 他把撕后的胶带放到显微镜下观察,发现胶带上的石墨厚度比那个研究生辛苦磨出来的石墨片薄多了,有些甚至只有几十个原子层厚。

  

  撕!!下!!来!!

  撕!!下!!来!!

  撕!!下!!来!!

  重要的事情说3遍。

  

  于是,史上最简单粗暴,骇人听闻的科学实验诞生了!

  AG真的反复用透明胶带粘在石墨上,然后一遍又一遍地撕胶布,直到胶带上的石墨越来越薄,直至一个原子的厚度,也就是获得了单层的石墨,又被称为——石墨烯。

  

  在石墨烯中,六边形的原子结构清晰可见

  大家应该都有过用胶带粘纸上的错字的经历。而AG制备单层石墨烯的过程与之类似。

  AG再次向世人证明,解决具有挑战性的科学问题,往往不需要用高深的理论或复杂的仪器,需要的,更多地是人们对日常生活细致的观察与灵活地运用。

  面对用透明胶带撕出来的石墨烯,全世界的科学家毫无保留地献出了他们的膝盖。

  

  拥有搞笑诺贝尔物理学奖的逗逼之神AG,因为率先做出石墨烯并测试了相关的物理性能,获得了2010年诺贝尔物理学奖。

  这一次,是货真价实的诺贝尔奖。

  

  

  在获奖后接受采访时,安德烈·海姆说:“对于研究人员来讲,诺贝尔奖是一个至高无上的荣誉。

  “ 但是我个人却从来没有期望能获得这个奖项。我昨晚睡得很香,因为我根本没有期望能拿奖。”

  “当有些人拿到诺贝尔奖后开始停止做科研,甚至停止做很多他该去做的事,并且其他方面的事物会缠绕着他很多年,这样他更不能专心工作。 但对于我来说,我会像往常一样继续我的研究,认真工作,享受研究。”

  来源1:互联网热点互联网行业主编贺菁,微信号:webhot。

  来源2:《一个逗逼科研狗是如何搞定诺贝尔奖的?》,节选自:漫科普(

  微信号mankepu)【漫科普】微信公众号创作