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石墨烯技术获重大进展 或用于X能源

2016-09-13 13:05 来源:本站

自诞生起,石墨烯作为未来能源的新方向备受关注,每有最新动态总会在业内掀起轩然大波。早前,任正非在接受媒体采访时声称,未来10至20年内会爆发一场技术革命,“我认为这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代”,“现在芯片有极限宽度,硅的极限是七纳米,已经临近边界了,石墨是技术革命前沿”。即便我们对石墨烯一无所知,从任正非的这些言论,就可以推断出其重要性。

近日,全球首款石墨烯基锂离子电池产品“烯王”的诞生,更是预示着石墨烯终于从实验室走向了产业化,而其在锂离子电池材料中的应用以及由此所带来的石墨烯基锂离子电池的产业化突破预计将对新能源产业发展产生革命性影响。

深圳市熊大大科技有限公司(以下简称熊大大)自成立以来,一直关注新材料和新能源的最先动态,致力于二者在产品上的应用。石墨烯技术从实验室走向产业化,正是该公司翘首以待的,相信接下来,该公司会加大石墨烯在产品应用上的研发投入,实现石墨烯产品的早日面世。

从业界大佬到行业巨擘都时时刻刻关注着石墨烯的研究动态和最新进展,那石墨烯究竟是何方神圣?它真的能带来颠覆吗?

石墨烯到底是什么

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电子显微镜观测下的石墨烯,显示出其碳原子组成的六边形结构

石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料,碳原子之间相互连接成六角网格。虽然名字里带有石墨二字,但它既不依赖石墨储量也完全不是石墨的特性:石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好,看起来颇有未来神奇材料的风范。如果再把它的潜在用途开个清单——保护涂层,透明可弯折电子元件,超大容量电容器,等等——那简直是改变世界的发明。

由于碳原子之间化学键的特性,石墨烯很顽强:可以弯曲到很大角度而不断裂,还能抵抗很高的压力。而因为只有一层原子,电子的运动被限制在一个平面上,为它带来了全新的电学属性。石墨烯在可见光下透明,但不透气。这些特征使得它非常适合作为保护层和透明电子产品的原料。

石墨烯可用于哪些领域

首先是芯片领域。早在2011年,IBM沃森研究中心的科学家就在《Science》上发文宣布,他们成功研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路,这一成果也被评为了2011年全球十大科学新闻之一,它标志着石墨烯在计算机芯片上的应用前进了一大步。原因在于,由这类集成电路制成的芯片可以改进手机和无线电收发机的信号,或许可以使手机能在通常认为无法接收信号的地方工作。

其次是电池领域。目前市场上,以特斯拉为代表的电动车正不断扩大对锂电池的需求,然而电动车充电时间长仍然是未能解决的难题,而在智能电子设备行业,由于智能手机、相机、游戏机等领域也需要大量的锂电池。在这种情况下,石墨烯可作为新型的锂电池负极材料,解决续航能力的问题。科学家称,石墨烯具有极高的表面积,因此化学反应速度和材料利用率更高,同时由于导电和导热性比较好,石墨烯更有利于锂离子的扩散传输。

由于具有特殊的物理化学性质,石墨烯甚至可以在光伏、航天、军工、显示器等传统行业和新兴行业的应用中发挥作用。

所以,石墨烯的命运究竟如何

鉴于过去几个月里学界并无新的突破性进展,近日它的这波突发性“火热”,恐怕本质上还是资本运行的炒作结果,应审慎对待。作为工业技术,石墨烯看起来还有许多未能克服的困难。诺沃肖洛夫指出,目前石墨烯的应用还是受限于材料生产,所以那些使用最低级最廉价石墨烯的产品(譬如氧化石墨烯纳米颗粒),会最先面世,可能只需几年;但是那些依赖于高纯度石墨烯的产品可能还要数十年才能开发出来。对于它能否取代现有的产品线,石墨烯的发现者诺沃肖洛夫依然心存疑虑。

早在2012年,康斯坦丁·诺沃肖洛夫就说过:“石墨烯的真正潜能只有在全新的应用领域里才能充分展现:那些设计时就充分考虑了这一材料特性的产品,而不是用来替代现有产品里的其他材料。” 诺沃肖洛夫和他的同事曾经在《自然》上发表文章讨论石墨烯的未来,两年来的发展也基本证明了他们的预测。他认为作为一种材料,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”,虽然将来它也许能发挥重大作用,但是在克服几个重大困难之前,这一场景还不会到来。更重要的是,考虑到产业更新的巨大成本,石墨烯的好处可能不足以让它简单地取代现有的设备——它的真正前景,或许在于为它的独到特性量身定做的全新应用场合。

另一方面,如果商业领域过度夸大其神奇之处,可能会导致石墨烯产业变成泡沫;一旦破裂,那么也许技术和工业的进展也无法拯救它。至于眼下的可打印、可折叠电子产品,可折叠太阳能电池,和超级电容器等等新领域,石墨烯还是有很大的潜能的。

深圳市熊大大科技有限公司成立于2013年3月14日,于2016年8月25日正式被战狼团队收购!是一家致力于新能源开发及其在电子设备上的应用的高科技公司,产品曾供给国内知名品牌,覆盖行业各领域。该公司的业务范围决定了其对新能源和锂电池有极强的需求,石墨烯具有极强的导电和导热性,完美地解决了当前电池充电慢放电快的弊端,带来电池领域的革新。

在接下来的产品线中,石墨烯或将成为主角,逐渐替代旧材料和旧能源,成为熊大大科技倚重的新能源,该公司新品X能源或将使用石墨烯作为电池材料。
 


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