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英国开发出一种快速量产的新技术,中国专家成功研制产业前景广阔的石墨烯电池,工信部、发改委和科技部等三部委发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》……连日来,石墨烯概念引起广泛关注。实际上,石墨烯不仅具有广阔的产业应用前景,在未来战场上也必将带来颠覆性的变革。
有学者曾说:“19世纪是铁器的时代,20世纪是硅的时代,21世纪是碳的时代。”而石墨烯更是碳时代的代表性材料。石墨烯是一种只有一个原子厚度的呈六角形蜂巢晶格(苯环)的二维碳膜。它从石墨中而来,把石墨片剥成单层形成只有一个碳原子厚度的单层结构,就形成了石墨烯。尽管石墨烯还未投入大规模的产品生产阶段,但其展现出的性能优势使得人们对其在未来战场上的应用前景充满期待。
“削铅笔芯”的启示
由于石墨晶体中层与层之间的间隔较大,且以范德华力相结合,层状结构相对松弛,而石墨烯中碳原子之间柔韧性较大,因此,将石墨层层剥离,并最终得到性能优异的单层石墨烯成为几个世纪来科学界的反复尝试。但是,石墨烯制备却并非易事。举例而言,一支普通的铅笔芯大约由300万层的石墨烯所迭加而成,科学家们尝试了很多种办法试图将石墨烯剥离,但均以失败告终。直至2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈˙K˙海姆与他的同事从“削铅笔芯”得到灵感,偶然中发现了一种简单易行的新方法——微机械剥离法:将石墨薄片粘贴在约15-16cm长的塑料胶带上,然后将胶带折叠过来,粘在薄片的另一面上,将石墨薄片夹在中间,并将胶带和石墨薄片分开,以此将石墨薄片平稳地分成两片,厚度减为原来的1/2。此后,将上述步骤重复10次,不断分割上次得到的薄片,并最终得到单层的石墨烯。2010年10月5日,安德烈˙K˙海姆和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫因在石墨烯材料方面的卓越研究而获得诺贝尔物理学奖。
除了微机械剥离法,如今还出现了其他有关石墨烯剥离的新方法,如外延生长法、氧化石墨还原法等等。
“神奇材料”的特性
石墨烯以其优于其他材料的特性必将在军事领域大显身手。
一是材质坚硬。石墨烯的厚度为0.34纳米,比表面积约为2630平方米/克,为已发现的最薄的材料,但其强度却达到180吉帕(约为普钢钢材的100倍),是人类已知强度最高的物质。哥伦比亚大学的物理学家用金刚石制成的探针测试石墨烯的承受能力,在被实验的石墨烯样品微粒开始碎裂前,每100纳米距离上的石墨烯可承受的最大压力达到2.9微牛左右。这意味着如果用石墨烯制成包装袋,那么它将能承受大约两吨重的物品。石墨烯兼具轻薄而坚硬的材料特性可以使得其在军队轻型运输装备、防御型武器装备的材料生产中发挥出巨大的潜力。
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5月11日,镇江500千伏访仙变电站室外5号主变500千伏侧5042开关汇控柜,喷涂了新型纳米陶瓷散热材料,柜体温度半小时内从26.5℃降到了20.8℃。此次采用的纳米远红外陶瓷材料与高品质石墨烯组合“降温服”,可以大幅提升热管理效率,在不需要外部任何能源、不占用额外体积、不增加设备的情况下,以“零能
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由位于柏林的全球能源互联网欧洲研究院(简称欧洲研究院)重点研发的石墨烯改性电工材料新技术此前成功应用于高压断路器新型电触头制备。近日,基于这种新型电触头部件的252KV/63KA敞开式柱上断路器在宁夏石嘴山步桥变电站中正式投入运行。据介绍,这项高端电工材料新技术在世界范围内率先填补了石墨烯改
6月24日由国网联研院、中国电科院、国网宁夏电力、平高集团联合研发的252千伏石墨烯断路器在石嘴山电网220千伏步桥变电站成功挂网运行,标志国内首台基于石墨烯改性电触头的252kV/63kASF6敞开柱式断路器在石嘴山电网正式运行。据了解,新型的石墨烯改性电触头表现出优异的耐磨性、导电性、抗熔焊性和抗
4月25日获悉,中国电力科学研究院有限公司完成新型防腐涂料变压器温升模拟实验。实验数据显示,与传统防腐涂层相比,新型防腐涂料可延长变压器绝缘纸服役寿命,显著提升变压器等输变电设备环保性能,还克服了常规涂料添加高导热填料后防腐蚀性能下降的难题。由于传统防腐涂层热导率远低于外壳金属材料
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为了寻求可持续的能源储存,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了一个新的概念,将石墨烯应用到可持续的钠离子电池中,从而让容量比传统钠离子电池增长了十倍。
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蔚来“固态电池”之后,这个周末,广汽又再次将动力电池新技术的争议推向了新的高度。在广汽周五官宣石墨烯电池技术后,一场技术大咖之间的口水战正在上演。在周六举行的中国电动车百人会论坛上,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高表示:“如果有人告诉你,这个车能跑1000公里,几分
上周五(1月15日)尾盘,广汽集团“石墨烯电池”9月量产的消息引爆市场。当天,A/H两地市场的广汽,A股涨停收盘,港股则收涨19.5%,成交额分别达到10亿和37亿元。(来源:微信公众号锦缎;ID:jinduan006;作者:九监)不过市场里弥漫的乐观情绪甚至未持续过24小时。隔天举行的中国电动车百人会论坛上
石墨烯电池要想真正实现量产,还要克服成本、技术等困难。电池技术总是在不断在向前发展,继比亚迪的刀片电池之后,广汽集团带来了石墨烯电池。难道电动车充电速度堪比加油的目标就要实现了?12月15日,广汽集团在互动平台表示,目前公司石墨烯电池研发工作在持续进行中,预计今年底将此项技术推向实车
广汽集团近日在互动平台表示,目前其开发的超级快充石墨烯电池研发工作正在持续进行中,预计今年底将此项技术走向实车量产测试,最终能否实现量产仍需等待实车验证结果。石墨烯的导电性能优良,广汽开发的这这款石墨烯动力电池,可以做到8分钟充满80%电量,实现充电10分钟、续航200-300公里,充电速度
过氧化硅正在成为一种具有巨大发展前景的太阳能电池材料,但它存在一些耐久性问题。日前,来自南加州大学能源与化学工程学院的朴惠生教授和他的研究团队开发出一种新的电极,可以大大提高钙钛矿太阳能电池(PSCs)的稳定性,由于其成本低、功率转换效率高,将成为下一代太阳能电池最有希望的候选电池。
日前,广汽自主研发的基于三维结构石墨烯(3DG)材料的“超级快充电池”,将于今年底,石墨烯电池将进入量产测试阶段,石墨烯电池具备8分钟充电至85%的超级快充能力。什么是石墨烯?“铅笔在纸上划过的痕迹,其实就可能是多层石墨烯。”这大概是对石墨烯描述最通俗易懂的解释了,作为一种以碳原子为核
近日,一则广汽集团官宣其石墨烯电池量产研发工作今年底将从实验室走向实车的消息,再次让业界的目光聚焦到了石墨烯电池身上。据广汽集团介绍,基于广汽三维结构石墨烯(3DG)材料而研发的“超级快充电池”仅需8分钟就可以将电池充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。对此,有人为该电池技
被寄予厚望的“新材料之王”石墨烯总是话题不断。5月13日,广汽集团在官微上宣布,其石墨烯电池量产研发工作预计今年底将从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将率先搭载。据测试,广汽集团所研发的石墨烯“超级快充电池”仅需8分钟就能充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。该消息发布后
根据国际市场研究机构MarketsandMarkets最新发布的报告,到2030年全球石墨烯电池市场规模有望达到6.09亿美元,期间年复合增长率达到23.9%。从短期来看,到2021年锂离子石墨烯电池将占该市场最大的市场份额。由于它们重量轻,经久耐用,适合大容量储能,并且缩短了充电时间,石墨烯锂离子电池被消费电子
与石墨相比,不具有层状结构的石墨烯用作锂电负极的产业化前景不乐观。从目前技术发展阶段来看,石墨烯电池尚未出现。不久前,某知名厂商在法国官方推特上发布消息,预告其将是第一个配备“石墨烯电池”的手机品牌,并指出这种电池比以前的型号充电速度更快、更耐用、更小巧。虽然不久这则消息被删除,
记者从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉,该中心先进炭材料研究部科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构晶体管“硅—石墨烯—锗晶体管”,成功将储能材料石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短了1000倍以上,并将其截止频率由兆赫兹(MHz)提升至吉赫兹(GHz)领域,未来将有望
事实上,石墨烯行业上市公司业绩表现同样出色,成为当前场内主流资金追捧的重要推动力。近期,石墨烯行业利好信息集中释放,引发资本市场的广泛关注。据人民网消息,从中国高科技产业化研究会7月16日在北京举行的科技成果评价会上获悉,中国石墨烯包覆改性锂离子电池正、负极材料技术获得重大突破。经
近日,哈工大材料科学与工程学院于杰教授及其课题组2014级博士生曾杰在石墨烯材料生长技术取得重大进展,研究成果发表于国际著名材料期刊《先进材料》(AdvancedMaterials)(影响因子:19.791)。论文题目为ldquo;热化学气相沉积生长三维石墨烯纤维rdquo;。石墨烯由于其独特的单原子层结构而具有多方面的
全球石墨烯专利申请态势石墨烯相关研究已有较长时间,但一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。直至2004年,英国曼彻斯特大学的科学家安德烈bull;海姆和康斯坦丁bull;诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨分离出石墨烯,才证实它可以单独存在。两人也因在二维石墨烯材料研究中的开创性实验,共同获得
近日,记者从石墨烯规模制备新技术媒体发布会上获悉,针对石墨稀规模制备技术现有不足,北京化工大学教授毋伟带领研究团队成功研发出高效、低成本、高品质石墨烯规模化生产新技术,并于日前与北京中元龙港矿业科技有限公司合作建立中试生产线,实现技术转化。据介绍,该技术在物理液相剥离法的基础上创
近日,来自日本和台湾的研究人员创建了一种新的CVD方法,使用稀甲烷蒸气源和熔融镓催化剂在低至50deg;C的温度下生长石墨烯。该研究是低温石墨烯合成技术的重大进展,研究人员首次将石墨烯直接生长到塑料基材上,并且未来可将石墨烯整合到各种电子设备中。众所周知,CVD法是目前制备高质量单层大面积石
最近,位于嘉定工业区的上海新池能源科技有限公司,与中科院上海微系统所共建的石墨烯联合实验室传出了一项重大的好消息,经过数年的产学研联合攻关,石墨烯有望真正从实验室走出,走向市场实际应用。科技成果到产业化的最后一公里通常是充满了艰难险阻,有的因为无法握准前沿科技的正确发展发向而偏离
一、背景介绍石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,具有高导电性、高强度和超轻薄等特性,在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力。世界各国纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,以期在由石墨烯引发的新一轮产业革命中占据主动和先机。在这
小烯导读:二维石墨烯具有卓越的光、电、热和力学等性能,在众多传统产业和战略性新兴产业中有巨大的应用前景,被誉为下一代关键基础材料。然而,石墨烯产业化及应用的瓶颈性问题是如何高效率、规模化、低成本和环境友好地制备高质量石墨烯产品。石墨烯各种碳材料结构的基本单元石墨烯是本世纪重点发展
锂硫电池由于具有高理论能量密度、低成本、环境友好等优势,已成为一大研究热点。但是,目前已报道的大多数高容量、长循环性能锂硫电池的硫含量较低,不能满足实际应用的需求。为解决以上问题,Fang等人制备出一种全石墨烯正极锂硫电池,以孔隙率为3.51cm3g-1的多孔石墨烯(HPG)负载活性物质硫,高导电
日前,中国科学院电工研究所马衍伟研究团队在石墨烯量化制备及高性能石墨烯基超级电容器方面取得进展,提出以二氧化碳为原料,采用自蔓延高温合成技术,成功实现了兼具高导电性和高比表面积石墨烯粉体的快速、绿色、低成本制备。相关研究结果已发表于国际期刊《先进材料》(AdvancedMaterials,2017,1604
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