首款石墨烯基鋰離子電池發(fā)布
7月8日,世界首款石墨烯基鋰離子電池產品在北京發(fā)布。專家認為,該產品的研發(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。
首款石墨烯基鋰離子電池產品由國內上市公司推出,并命名為“烯王”。 該產品性能優(yōu)良,可在-30℃—80℃環(huán)境下工作,電池循環(huán)壽命高達3500次左右,充電效率是普通充電產品的24倍。
實際上,鋰離子電池充放電速度是由鋰離子在電極中的傳輸和脫嵌速度來決定,石墨烯具有優(yōu)異的電子和離子傳導性能及特殊的二維單原子層結構,可在電極材料顆粒間構成三維電子和離子傳輸網(wǎng)絡結構, 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,實現(xiàn)電池技術的巨大突破,并將推動新能源產業(yè)實現(xiàn)躍進式發(fā)展。(科技日報)
眾多國家重視發(fā)展石墨烯技術
什么是石墨烯?為什么當它的時代到來,會為中東產油國帶來巨大的經(jīng)濟災難,甚至可能破產?
石墨烯將取代硅,為世界電子科技開創(chuàng)一個嶄新的時代!
石墨烯手機充電時間只需5秒,電池就滿檔,可以連續(xù)使用半個月!
石墨烯電池只需充電10分鐘,環(huán)保節(jié)能汽車就有可能行駛1000公里!
科學家確認,石墨烯未來將取代煤炭與石油天然氣,成為提供人類生活所需大多數(shù)發(fā)電能源的來源!
石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,于2004年問世, 發(fā)現(xiàn)石墨烯的英國曼徹斯特大學安德烈·海姆和諾沃肖洛夫教授憑著這一重大發(fā)現(xiàn)而于2010年獲得諾貝爾物理學獎!
這標志著不久的將來,所有依靠生產石油賺取收入的國家將面臨經(jīng)濟大災難,石油將無人問津,油價將跌落谷底,中東許多產油國將有可能排隊破產!
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義,它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證,例如電子無視障礙、實現(xiàn)幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的,是它那許多“極端”性質的物理性質。
因為只有一層原子,電子的運動被限制在一個平面上,石墨烯也有著全新的電學屬性。 石墨烯是世界上導電性最好的材料,電子在其中的運動速度達到了光速的1/300,遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。
在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研制出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料,用于制造汽車、飛機和衛(wèi)星。
由于其獨有的特性,石墨烯被稱為“神奇材料”,科學家甚至預言其將“徹底改變21世紀”。曼徹斯特大學副校長Colin Bailey教授稱: “石墨烯有可能徹底改變數(shù)量龐大的各種應用,從智能手機和超高速寬帶到藥物輸送和計算機芯片。”
中國石墨烯技術世界第一
石墨烯被許多國家列為頭號技術研發(fā)。雖然石墨烯起于英國,但目前為止,中國的石墨烯發(fā)展技術領先于世界!
目前全球已有超過200個機構和1000多名研究人員從事石墨烯研發(fā)。
中國在石墨烯研發(fā)上,目前已申請超過2200項專利,占世界的3分之1。
2015年全球石墨烯專利數(shù)據(jù)顯示,排名首位的依然是中國,之后是美國、韓國、日本。
批量化生產和大尺寸生產是阻礙石墨烯大規(guī)模商用的最主要因素。 而我國最新的研究成果已成功突破這兩大難題,制造成本已從5000元/克降至3元/克,解決了這種材料的量產難題。利用化學氣相沉積法成功制造出了國內首片15英寸的單層石墨烯,并成功地將石墨烯透明電極應用于電阻觸摸屏上,制備出了7英寸石墨烯觸摸屏。
華為創(chuàng)始人任正非在一次媒體采訪時說:“ 未來10~20年內會爆發(fā)一場技術革命顛覆時代,石墨烯時代將取代硅時代。”
預計到2020年,中國石墨烯產業(yè)能達到1000個億。
科學技術是第一生產力,未來國與國之間的競爭是科技之爭,能源之爭。石墨烯開發(fā)應用技術已經(jīng)到了亮劍時刻。(互聯(lián)網(wǎng)熱點互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)主編賀菁,微信號:webhot、科技日報等)
延伸閱讀:
一個科研狗是如何發(fā)現(xiàn)神一樣的石墨烯的?
來源:漫科普(微信號mankepu),節(jié)選
當Andre Geim 還是一只科研狗的時候,也曾經(jīng)四面楚歌,苦逼到飯都吃不起的地步。
事實一再印證,命運之神會眷念每一個逗逼。于是,他終于發(fā)現(xiàn)了牛B的石墨烯, 使人類的科技從硅時代一躍進入碳時代,并為自己贏得了科學家的最高獎——諾貝爾物理學獎。
1987年Andre Geim 拿到自己的博士學位后,進入俄羅斯科學院,開始了一條科研狗的生活。
AG找了個機會跑到英國做博士后,隨后幾年中又分別去了丹麥、荷蘭,其實就是去這些發(fā)達國家的實驗室里打工掙錢養(yǎng)家糊口。
由于之前一直沒有做出什么亮眼的成果,也沒有發(fā)過什么好paper。所以,AG到哪兒都是一個無名小卒,無人問津。 時間一晃,他已經(jīng)36歲了,基本上一事無成。沒有自己的科研團隊,沒有研究方向,更沒有豐厚的科研經(jīng)費。
時間到了2004年,這一年,AG想玩一次大的。
現(xiàn)代人類對于物質結構已經(jīng)有了一個相對明確的認知。如果從原子尺度觀察物質結構,原子們就是像搭樂高積木一樣構建出我們這個千變成化的物質世界。
而在人們所認知的結構中,石墨絕對是一個另類。
石墨的晶體結構是層狀的,靠微弱的范德華力把相鄰的兩層貼合在一起。層與層之間充斥著大量的電子,因此,石墨是良好的導電體。
而單個石墨層,則是碳原子與碳原子相互連結形成正六邊形,并延伸成一張無限大的原子網(wǎng)。這張網(wǎng)上的原子連結的是如此結實,以致于這張網(wǎng)比鉆石還硬。
有過削鉛筆經(jīng)驗的小伙伴們都很清楚,鉛筆中的石墨芯是很軟的,而且很容易就掰斷了。用鉛筆書寫,其實就是一個將芯上脫落的石墨顆粒留在紙面上過程。
這是因為石墨相鄰分子層粘合的力很弱。石墨層很容易發(fā)生相互移動或剝離。就像下面這幅圖示意的一樣。
隨著現(xiàn)代化科學儀器的不斷進步,人類研究的尺度也越來越小。已經(jīng)進入到納米、甚至更小的原子級別。然而,盡管人們對石墨的結構已有了完全的認識,甚至預言了單層的石墨可能會具有非常好的物理性質。
但如何把石墨不斷地磨薄,薄到只有一個原子的厚度,這個世界難題還是讓所有的科學家們望而卻步了。
甚至有些科學界的大牛們斷言,單層的石墨是不可能獨自存在的!所有妄想做出單層石墨的人,都是癡人說夢!
馬云的這句話很精辟: 夢想還是要有的,萬一實現(xiàn)了呢?
于是,AG果斷地把一塊石墨遞給一個研究生:“去,把它磨到最薄!”
那個研究生當時就暈菜了。。。鐵杵磨成針已是極致,你居然讓我磨到原子量級。。。
于是這個研究生天天苦逼地磨石墨,幾個月后,已經(jīng)磨到最薄,實在磨不下去了。拿來一測量,還有幾千個原子層厚,他絕望了。。。于是撒手不干,老子不玩了。
此路不通,AG只好再尋他途。這時,他看到學生用透明膠帶貼在石墨表面,就問學生為什么這么做。學生說膠帶可以把表面一層臟的石墨撕下來,再用干凈的表面來磨。
瞬間,AG的腦洞亮了。 他把撕后的膠帶放到顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)膠帶上的石墨厚度比那個研究生辛苦磨出來的石墨片薄多了,有些甚至只有幾十個原子層厚。
撕!!下!!來!!
撕!!下!!來!!
撕!!下!!來!!
重要的事情說3遍。
于是,史上最簡單粗暴,駭人聽聞的科學實驗誕生了!
AG真的反復用透明膠帶粘在石墨上,然后一遍又一遍地撕膠布,直到膠帶上的石墨越來越薄,直至一個原子的厚度,也就是獲得了單層的石墨,又被稱為——石墨烯。
在石墨烯中,六邊形的原子結構清晰可見
大家應該都有過用膠帶粘紙上的錯字的經(jīng)歷。而AG制備單層石墨烯的過程與之類似。
AG再次向世人證明,解決具有挑戰(zhàn)性的科學問題,往往不需要用高深的理論或復雜的儀器,需要的,更多地是人們對日常生活細致的觀察與靈活地運用。
面對用透明膠帶撕出來的石墨烯,全世界的科學家毫無保留地獻出了他們的膝蓋。
擁有搞笑諾貝爾物理學獎的逗逼之神AG,因為率先做出石墨烯并測試了相關的物理性能,獲得了2010年諾貝爾物理學獎。
這一次,是貨真價實的諾貝爾獎。
在獲獎后接受采訪時,安德烈·海姆說:“對于研究人員來講,諾貝爾獎是一個至高無上的榮譽。
“ 但是我個人卻從來沒有期望能獲得這個獎項。我昨晚睡得很香,因為我根本沒有期望能拿獎。”
“當有些人拿到諾貝爾獎后開始停止做科研,甚至停止做很多他該去做的事,并且其他方面的事物會纏繞著他很多年,這樣他更不能專心工作。 但對于我來說,我會像往常一樣繼續(xù)我的研究,認真工作,享受研究。”
來源1:互聯(lián)網(wǎng)熱點互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)主編賀菁,微信號:webhot。
來源2:《一個逗逼科研狗是如何搞定諾貝爾獎的?》,節(jié)選自:漫科普(
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