由于其獨(dú)有的特性,石墨烯被稱為“神奇材料”,科學(xué)家甚至預(yù)言其將“徹底改變21世紀(jì)”。曼徹斯特大學(xué)副校長(zhǎng)Colin Bailey教授稱:“石墨烯有可能徹底改變數(shù)量龐大的各種應(yīng)用,從智能手機(jī)和超高速寬帶到藥物輸送和計(jì)算機(jī)芯片。”
最近美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員就開發(fā)出一種以石墨烯為基礎(chǔ)的微型超級(jí)電容器,該電容器不僅外形小巧,而且充電速度為普通電池的1000倍,可以在數(shù)秒內(nèi)為手機(jī)甚至汽車充電,同時(shí)可用于制造體積較小的器件。
微型石墨烯超級(jí)電容技術(shù)突破可以說是給電池帶來了革命性發(fā)展。主要制造微型電容器的方法是平板印刷技術(shù),需要投入大量的人力和成本,阻礙了產(chǎn)品的商業(yè)應(yīng)用。而只需要常見的DVD刻錄機(jī),甚至是在家里,利用廉價(jià)材料30分鐘就可以在一個(gè)光盤上制造100多個(gè)微型石墨烯超級(jí)電容。
正是看到了石墨烯的應(yīng)用前景,許多國(guó)家紛紛建立石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)中心,嘗試使用石墨烯商業(yè)化,進(jìn)而在工業(yè)、技術(shù)和電子相關(guān)領(lǐng)域獲得潛在的應(yīng)用專利。歐盟委員會(huì)將石墨烯作為“未來新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”,設(shè)立專項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃,未來10年內(nèi)撥出10億歐元經(jīng)費(fèi)。英國(guó)政府也投資建立國(guó)家石墨烯研究所(NGI),力圖使這種材料在未來幾十年里可以從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入生產(chǎn)線和市場(chǎng)。
中國(guó)在石墨烯研究上也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),從生產(chǎn)角度看,作為石墨烯生產(chǎn)原料的石墨,在我國(guó)儲(chǔ)能豐富,價(jià)格低廉。另外,批量化生產(chǎn)和大尺寸生產(chǎn)是阻礙石墨烯大規(guī)模商用的最主要因素。利用化學(xué)氣相沉積法成功制造出了國(guó)內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯,并成功地將石墨烯透明電極應(yīng)用于電阻觸摸屏上,制備出了7英寸石墨烯觸摸屏。
中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院的研究人員在展示單層石墨烯產(chǎn)品的超強(qiáng)透光性和柔性。
由于石墨烯擁有超乎想像的導(dǎo)電能力,石墨烯電池概念成為突破電池技術(shù)瓶頸的救命稻草。尤其國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車行業(yè)但凡有技術(shù)突破都與石墨烯電池掛鉤。
隨著研究的不斷深入,技術(shù)難題的接連攻克,應(yīng)用范圍也在不斷拓寬,相信石墨烯器件時(shí)代已為期不遠(yuǎn),也可以期待一下這一“21世紀(jì)的神奇材料”會(huì)帶來怎樣的驚喜。
“石墨烯電池或?qū)⒏母铮?/span>充電10分鐘跑1000公里”報(bào)道:西班牙Graphenano公司(一家以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司)同西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研究出首例石墨烯聚合材料電池,其儲(chǔ)電量是市場(chǎng)最好產(chǎn)品的三倍,用此電池提供電力的電動(dòng)車最多能行駛1000公里,而其充電時(shí)間不到8分鐘。雖然此電池具有各種優(yōu)良的性能,但其成本并不高。
Graphenano公司相關(guān)負(fù)責(zé)人稱,此電池的成本將比鋰電池低77%,完全在消費(fèi)者承受范圍之內(nèi)。此外,在汽車燃料電池等領(lǐng)域,石墨烯還有望帶來革命性進(jìn)步。