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石墨烯製造高效電池將引領電動汽車綠色革命

英國科學家最新研究顯示,石墨烯或將引領電動汽車的綠色革命。圖中是原子等級碳原子蜂巢晶格結構。

騰訊科學訊 據國外媒體報道,石墨烯是世界上最薄、最硬的材料,科學家最新研究發現石墨烯能夠加速電動汽車和其它綠色科技的快速發展。

研究人員在鉛筆芯中發現一種碳石墨,使穿過它的原子或者質子帶有正電荷。這項發現將增大電動汽車電池的有效性,因為電池從氫氣中產生電能。該研究負責人是諾貝爾獎得主、英國曼徹斯特大學安德烈-海姆(Andre Geim),他指出,該發現有望未來實現石墨烯薄片從大氣層中“篩出”氫氣製造電能。

這是因為單原子厚度材料作為一種過濾器,使質子穿過其中,同時阻擋了其它原子的通過。研究小組證實當他們將該物質與叫做氮化硼的單原子材料結合在一起時,科學家能夠從石墨烯薄片一側采集質子。

使用這樣的石墨烯薄片,電池可從空氣中提取氫並燃燒,從而為電動汽車提供動力,它並不會釋放環境汙染物質。研究報告合著作者、馬塞洛-洛薩達-伊達爾戈(Marcelo Lozada-Hidalgo)說:“我們對這項研究報告感到非常興奮,因為它開啟了一個新的領域,有望將石墨烯材料應用於能量采集和氫基礎技術。”

雖然石墨烯僅有一個原子的厚度,卻是世界上最薄的材料,強度是鋼鐵的200倍。石墨烯對所有氣體和液體都不滲透,它將有望應用於耐蝕塗層、包裝、甚至超薄避孕套。這項最新研究報告發表在《自然》雜誌上。

他們吃驚地發現質子能非常容易地穿過超硬的石墨烯,尤其在溫度升高和石墨烯薄膜覆蓋鉑金等納米粒子時,鉑金可作為一種催化劑。

他們希望石墨烯未來可用於質子傳導薄膜,這是燃料電池技術的核心部分。汽車中的燃料電池使用氧和氫作為燃料,轉變輸入的化學能量成為電流。但是一個重要問題是現有質子薄膜上存在燃料泄漏,從而降低電池有效性,通過使用石墨烯可以克服這些問題。

研究小組發現石墨烯薄膜可用於提取大氣層中的氫,暗示著該材料結合燃料電池更容易從空氣中提取氫。本質上,我們可以從大氣層中獲取氫,為電動汽車提供動力,這項最新研究證實該設備的可行性。

該研究報告第一作者胡勝(音譯)博士強調,由於石墨烯材料可製成數平方米的薄膜,我們希望能夠盡早製造商業燃料電池。

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