我國研制出石墨烯超強電池(chi) 充(chong)電7秒鐘(zhong)續航35公(gong)里(li)

據新華社(she)電(dian)(dian) 18日(ri)，記者從中科院上海硅(gui)酸(suan)鹽所(suo)獲悉，該所(suo)科學家已(yi)研制(zhi)出一種高性(xing)能超(chao)級電(dian)(dian)容器電(dian)(dian)極材(cai)料——氮摻(chan)雜有序介(jie)孔石(shi)墨烯。該材(cai)料具有極佳的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學儲能特性(xing)，可用作電(dian)(dian)動(dong)車的(de)(de)“超(chao)強電(dian)(dian)池(chi)”：充電(dian)(dian)只(zhi)需(xu)7秒鐘，即可續(xu)航35公里。相關(guan)研究成果已(yi)于18日(ri)發表在世界頂級期刊(kan)《科學》上。

　　超(chao)級電容(rong)器(qi)(qi)，是介于傳統(tong)電容(rong)器(qi)(qi)和電池之間的一種電化學(xue)儲能(neng)裝置。由(you)于具有功率密度高、循環(huan)壽命長、安(an)全可靠等(deng)特點，現(xian)已廣泛應(ying)用于混合電動汽車、大功率輸出設備等(deng)多(duo)個領域(yu)。如何讓超(chao)級電容(rong)器(qi)(qi)兼具高功率、高能(neng)量，長期以來科學(xue)家并沒有找到(dao)理想材料。

　　為破解這一難題(ti)，中科院上海(hai)硅(gui)酸鹽所聯合北京大(da)學、美國(guo)賓夕(xi)法尼(ni)亞大(da)學展開(kai)持續攻關。黃(huang)富(fu)強研究團隊最終(zhong)發現，石墨烯是超級電容(rong)器電極的(de)最佳選擇。

　　通過反復(fu)試驗、設計、合(he)成，黃富強研究團隊發現，氮(dan)摻(chan)雜(za)有(you)序介孔石墨(mo)烯的(de)性能表現最佳。不僅(jin)能實現高能量(liang)密(mi)度(du)(du)、高功率密(mi)度(du)(du)，而且還(huan)可以通過使用水基電解液，做到無毒(du)、環保、價(jia)格低廉、安全(quan)可靠(kao)。

　　據介紹，該新(xin)(xin)型石墨烯超(chao)級電(dian)容器體(ti)積輕巧(qiao)、不易(yi)(yi)燃也(ye)不易(yi)(yi)爆，可采用低成本制(zhi)備，實現(xian)規模生產。因性能(neng)較(jiao)鉛酸、鎳氫等電(dian)池有明(ming)顯(xian)的競爭優勢，且在(zai)快速充放方面又遠(yuan)遠(yuan)優于(yu)鋰電(dian)池，因此(ci)該“超(chao)級電(dian)池”可廣(guang)泛(fan)應用于(yu)現(xian)有混合電(dian)動汽車、大(da)功(gong)率輸出設備的更新(xin)(xin)換代(dai)。

　　石(shi)墨烯神奇在哪？

　　習近平訪(fang)英時 專門(men)參(can)觀石墨烯研(yan)究院

　　石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)被比(bi)喻為最接近(jin)科(ke)幻(huan)名作《三(san)體》“二(er)向(xiang)箔”的神秘物質，被預言是能改(gai)變21世(shi)紀的“神奇(qi)材料”。2010年，英(ying)國(guo)曼徹斯特大(da)學教授安德烈·海姆與康斯坦丁·諾沃肖洛夫因發現石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)獲得諾貝(bei)爾(er)物理學獎。而我國(guo)對于石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)的科(ke)研(yan)也處(chu)于世(shi)界領先地位。

　　據新華(hua)社報道，10月23日,國(guo)家主(zhu)席(xi)習近平在訪英期(qi)間，曾(ceng)去參(can)觀(guan)英國(guo)曼徹(che)斯特大學國(guo)家石墨(mo)烯(xi)研(yan)(yan)究(jiu)院，聽取了諾貝爾物(wu)理學獎獲得者諾沃肖洛夫教(jiao)授(shou)介紹石墨(mo)烯(xi)研(yan)(yan)究(jiu)情況,參(can)觀(guan)了石墨(mo)烯(xi)產品展示和(he)生產石墨(mo)烯(xi)的地下超凈實驗室。

　　習(xi)近平指出(chu),在當前新(xin)一輪產業升(sheng)級和科技革命大(da)背(bei)景下,新(xin)材料產業必將(jiang)成為未來高新(xin)技術(shu)產業發(fa)展的基石和先導(dao),對全(quan)(quan)球經濟(ji)、科技、環境等各(ge)個領(ling)域(yu)發(fa)展產生深刻影響。中(zhong)國(guo)是石墨(mo)資源(yuan)大(da)國(guo),也是石墨(mo)烯研究(jiu)和應用開發(fa)最(zui)活躍(yue)的國(guo)家之一。中(zhong)英在石墨(mo)烯研究(jiu)領(ling)域(yu)完(wan)全(quan)(quan)可(ke)以實現“強強聯合”。

　　目前，石墨(mo)烯產業已被(bei)納(na)入國家戰略布局。《中國制(zhi)造2025》選擇10大(da)優(you)勢(shi)和(he)戰略產業實(shi)現(xian)重(zhong)點突破(po)，在首個(ge)重(zhong)點領域技術路線(xian)圖中，石墨(mo)烯材(cai)料成為前沿新材(cai)料的(de)四大(da)重(zhong)點之一。“十三五(wu)”新能(neng)源(yuan)汽(qi)車重(zhong)點專項，也(ye)將石墨(mo)烯等新材(cai)料列為重(zhong)點發展(zhan)領域。

　　獨一(yi)無二(er)的(de)特性：強度超過鉆石、導電(dian)性能(neng)極好

　　石墨(mo)烯，實際就(jiu)是從石墨(mo)中剝(bo)離出來(lai)、由碳原(yuan)子組成的(de)(de)只有(you)一層原(yuan)子厚(hou)度的(de)(de)二(er)維晶體。鉛筆(bi)芯用(yong)的(de)(de)石墨(mo)就(jiu)相當于無數層石墨(mo)烯疊(die)在一起。聽起來(lai)稀松平(ping)常的(de)(de)石墨(mo)烯，卻(que)有(you)諸多獨(du)一無二(er)的(de)(de)特性(xing)。通俗來(lai)說，目(mu)前自然界中，這東西最(zui)薄、最(zui)結(jie)實，導電性(xing)極(ji)好，在工業領域中幾乎(hu)無所(suo)不能。

　　石(shi)墨烯有多(duo)薄？厚度僅為普通紙(zhi)張的(de)十萬分之(zhi)一。它可以被無限拉伸，彎曲到很大角(jiao)度不(bu)(bu)斷裂，可以抵抗(kang)很高(gao)的(de)壓力，同時(shi)還有著非同尋常的(de)導(dao)熱性和導(dao)電(dian)性。它的(de)強度強過鉆石(shi)、“秒殺(sha)”鋼(gang)鐵，針(zhen)插不(bu)(bu)進、水潑(po)不(bu)(bu)進。

　　能(neng)不能(neng)量產？我國已實現較低(di)成本量產

　　為了(le)研究(jiu)石(shi)墨(mo)烯，科學(xue)家們歷經艱辛。當初在實驗室獲得的石(shi)墨(mo)烯片價(jia)值超過最(zui)珍貴(gui)的鉆石(shi)。100平方納(na)米的石(shi)墨(mo)烯，就要(yao)幾千歐元，肉眼都看不見。

　　而經過不斷(duan)探(tan)索，工業化生(sheng)產石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)已經成功。現在，江蘇(su)常州已有一個國(guo)家級的石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)產業基地，聚集著50多家企(qi)業，這里(li)的石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)技術具備國(guo)際一流水平(ping)。石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)成本(ben)價也因批量生(sheng)產大大降了下來，目前一平(ping)方米(mi)石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)片價格在300元左(zuo)右。