充电8分钟 续航千公里！解析“黑科技”石墨烯技术

　　一种新的“黑科技”就是石墨烯技术，现已横空出世。据报道，利用石墨烯聚合材料生产出来的汽车电池，有望达到这样惊人的效果：只充电几分钟，就可以让汽车连续开行1000公里。这种技术在西班牙、韩国等地，都接近于实现突破。

　　据法国媒体消息，西班牙Graphenano公司（一家以工业规模生产石墨烯的公司）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，用这种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。

　　石墨烯电池慨念

　　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。

　　石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。

　　石墨烯电池的原理

　　石墨烯电池利用环境热量自行充电的试验。

　　石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中，时间（小时、天数）和产生电压的关系。

　　实验制成电路其中包含LED，用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜（copper chloride）溶液中，进行观察。LED灯亮了。实际上，他们需要6个石墨烯电路，形成串联，这样就可产生所需的2V，使LED灯发亮，就可以得到这个图片。

　　徐子涵和同事说，这里发生情况就是铜离子具有双重正电荷，穿过溶液的速度约每秒300米，因为溶液在室温下的热能量。当离子猛烈撞入石墨烯带时，碰撞会产生足够的能量，使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择：可以离开石墨烯带，和铜离子结合，也可以穿过石墨烯，进入电路。

　　原来，流动的电子在石墨烯中更快，超过它穿过溶液的速度，所以电子自然会选择路径，穿过电路。正是这一点点亮了LED灯“释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面，而不是进入电解液。设备就是这样产生电压的，”徐子涵说。

　　因此，这个装置产生的能量来自周围环境的热量。他们可以提高电流，只需加热溶液，也可用超声波加快铜离子。只依靠周围热量，就可以使他们的石墨烯电池持续运行20天。但是，还有一个重要的问号。另一个假设是某种化学反应产生电流，就像普通的电池。

　　然而，徐子涵和同事说，他们排除了这一点，因为进行了几组控制实验。然而，这些是在一些补充材料中介绍的，他们似乎并没有放在arXiv网站上。他们需要赶在别人做出严肃声明之前公开。从表面价值来看，这看起来是一项非常重要的成果。其他人也在石墨烯中产生过电流，但只是让水流过它，所以这并不真的使人吃惊，移动的离子也可以产生这样的效果。这预示着清洁的绿色电池，只依靠环境热量驱动。徐子涵和同事说：“这代表着一个巨大的突破，研究的是自驱动技术”。

　　但这仅仅是石墨烯的神奇应用之一。据称，石墨烯材料如果取代硅，有望让计算机处理器的运行速度快数百倍；石墨烯有望引发触摸屏和显示器产品的革命，制造出可折叠、伸缩的显示器件；石墨烯强度超出钢铁数十倍，有望被用于制造超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣等。

　　但这仅仅是石墨烯的神奇应用之一。据称，石墨烯材料如果取代硅，有望让计算机处理器的运行速度快数百倍；石墨烯有望引发触摸屏和显示器产品的革命，制造出可折叠、伸缩的显示器件；石墨烯强度超出钢铁数十倍，有望被用于制造超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣等。

　　石墨烯到底是什么东西？它其实是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前自然界最薄、强度最高的材料。

　　

　　石墨烯电池应用的意义

　　该产品的研发成功，彻底打开了石墨烯在消费电子锂电池、动力锂电池以及储能领域锂电池的应用空间 。

　　电池循环寿命高达3500次左右，充电效率是普通充电产品的24倍。

　　石墨烯材料如果能成功的应用在锂离子电池中，可大幅度提升锂离子电池充放电速度

　　该材料具有极佳的电化学储能特性，除了超快速充放电，它还可以循环充电5万次以上，有望为电池行业带来革命性变化。

　　石墨烯电池续航能力

　　衡量一款DC的续航能力到底有多强？日本“相机与影像产品协会CIPA”制定的数码相机电力测试标准，测试方法是开机之后每隔30秒拍摄一张，闪光灯每隔两张闪一次，每次拍摄前得先动一下伸缩镜头，液晶屏幕则保持开启，拍到10张之后开机，然后重新来过，一直到液晶屏幕无法开启或无法拍摄为止。如果产品说明上注明的是CIPA标准，这样的数字才有参考价值。而电池实际工作时间往往会随保存或使用的条件或环境有所改变，所以我们不要被这些数值所迷惑。

　　总结

　　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。