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石墨烯助燃电池技术变革

发布日期:2014-12-17 14:47:19 【关闭】
摘要:石墨烯助燃电池技术变革

                                     电动交通工具因其清洁性而受到消费者青睐,而目前电池的电量和续航能力却又让人有些望而却步,不过这个令人头痛的问题,或将得到解决。据《世界报》此前消息,西班牙Graphenano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。

  石墨烯聚合材料电池的成本将比锂电池低77%,重量也仅为传统电池的一半。
Graphenano公司计划于2015年将此电池投入生产,并且计划与德国四大汽车公司中的两家将在本月和电动汽车进行试验。

  而目前电动汽车界的明星汽车——特斯拉董事长兼产品架构师艾伦 马斯克(Elon Musk)此前在接受英国汽车杂志《Auto Express》专访时大胆预测,电动汽车未来的续航里程有望达到约800公里。此石墨烯聚合材料电池与汽车联合的投产问世或将引领电动汽车行业的新的续航里程。

  石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年问世,其发现者英国曼彻斯特大学安德烈-海姆教授于2010年获得诺贝尔物理学奖。

  这种石墨烯聚合材料电池的使用寿命较长,是传统氢化电池的四倍,锂电池的两倍。且因石墨烯的特性,此电池的重量仅为传统电池的一半,使得装载该电池的汽车更加轻量化,进而提高汽车燃油效率。

  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。

  另外,在汽车燃料电池等领域,石墨烯还有望带来革命性进步。

  中国科学技术大学吴恒安教授、王奉超特任副研究员与安德烈 海姆教授课题组及荷兰内梅亨大学研究人员合作,在石墨烯等类膜材料输运特性研究方面首次发现,石墨烯可以作为良好的“质子传导膜”,国际顶尖学术期刊《自然》11月26日在线发表了这一研究成果。

  燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比,具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分,汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料,转变输入的化学能量成为电流。

  现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏,降低了电池有效性,但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料,而其他物质则很难穿越,从而可以解决燃料渗透的问题,增加电池的有效性。

  石墨烯薄膜可用于提取大气层中的氢,暗示着该材料结合燃料电池更容易从空气中提取氢。麻省理工学院的Karnik教授在评论中指出这项最新研究证实该在理论上已经达到美国能源部设定的2020年质子交换膜输运性能目标。

  这项突破性研究,为人类认知石墨烯等材料特性带来全新发现,并有望为燃料电池和氢相关技术领域带来革命性的进步。
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