“所有依賴能源的應(yīng)用都面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)，那就是創(chuàng)造一個(gè)更強(qiáng)勁、更高效的電池燃料電池。”我們發(fā)現(xiàn)石墨烯在原子層面上繼續(xù)操控電子行為，給我們提供了很大的靈活性。

石墨烯電池正迅速變得比以前的石墨電池更受歡迎。它們是一種新興的技術(shù)，允許更快的周期和增加的電極密度。他們也有能力延長(zhǎng)充電時(shí)間，提高電池的使用壽命。

石墨電池是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)，有多種形式。像石墨一樣，各種類型的功能石墨烯衍生物電極現(xiàn)在都可以使用，研究人員發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)于純石墨電極的優(yōu)點(diǎn)。

從歷史上看，石墨被用作主要的陰極材料，鋰離子進(jìn)入結(jié)構(gòu)孔。然而，石墨烯缺乏這種能力，但由于其較大的表面積，它可以通過(guò)表面吸附和誘導(dǎo)成鍵來(lái)儲(chǔ)存鋰離子。

誘導(dǎo)成鍵通常發(fā)生在石墨烯衍生物和鋰離子附著于功能化表面的過(guò)程中。除了具有較大的表面積外，高導(dǎo)電性是石墨烯電極的另一個(gè)關(guān)鍵特性。傳統(tǒng)電池中使用的許多金屬氧化物有低體積的能量密度、低電導(dǎo)率和接觸點(diǎn)的損失等缺點(diǎn)。

利用石墨烯進(jìn)行金屬氧化物的混合，可以消除大部分的問(wèn)題，而且由于間隙離子和混合矩陣之間的相互作用的巨大改善，電導(dǎo)率變得更大。為了生產(chǎn)石墨烯-金屬氧化物納米粒子，石墨烯在過(guò)程中作為模板，由于石墨烯的常規(guī)重復(fù)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了均勻分布的矩陣。這一過(guò)程也限制了納米顆粒的聚集，在鋰充電和放電循環(huán)過(guò)程中促進(jìn)了納米顆粒的表面。因此，相對(duì)于純電動(dòng)的電極，在特定容量和循環(huán)性能方面有了改進(jìn)。鋰離子電池的價(jià)格不能大幅降低，因?yàn)殇嚨膬r(jià)格仍然很高。這項(xiàng)技術(shù)并不依賴于金屬和其他有毒物質(zhì)，所以如果需要處理的話，它是環(huán)保的。

石墨烯產(chǎn)品

石墨烯納米粒(GNPs)擁有一些電池應(yīng)用的最佳性能。它們可以作為其他碳基材料的替代品。GNPs具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、機(jī)械穩(wěn)定性和提供復(fù)合材料的能力，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電性，降低了氣體的滲透性。

氧化石墨烯(和還原的氧化石墨烯)是一種分散體，一種粉末，或一種自旋涂膜。便宜的石墨烯氧化物的元素組成包括35-42%的碳、45-55%的氧和3-5%的氫。它還提供氧化石墨烯薄膜和涂層。一種由廉價(jià)的管道單層石墨烯氧化物產(chǎn)品在玻璃上涂布的氧化石墨烯薄膜，其最終厚度為5-20nm。它的電導(dǎo)率在104-105的范圍內(nèi)，而在101-103的范圍內(nèi)的薄片電阻。

相反,一個(gè)(靈活)石墨烯表在一個(gè)靈活的有機(jī)基質(zhì)提供相同的厚度和面積,但電導(dǎo)率范圍103-103Sm-1和薄層電阻范圍102-104Ωsq-1。

廉價(jià)的電子管還提供CVD石墨烯薄膜，這些薄膜生長(zhǎng)在一系列的基體上，包括硅、石英、PET和銅。它們也可以被轉(zhuǎn)移到一系列的客戶提供的底物，如果它們與用于將石墨烯從基體上浮起的溶劑相兼容，這樣它就可以被重新沉積到基板上。

石墨烯電池技術(shù)

石墨烯及其衍生物具有優(yōu)異的電導(dǎo)率和導(dǎo)熱性、大的比表面積和天然的粘附性等優(yōu)異性能。傳統(tǒng)的和前瞻性的電池材料在使用石墨烯的功能時(shí)可以顯著地增強(qiáng)。這些優(yōu)點(diǎn)在實(shí)際電池中有幾種體現(xiàn)。

使用石墨烯衍生物制備的半導(dǎo)體電池材料不需要納米尺寸來(lái)達(dá)到所有實(shí)際應(yīng)用的電導(dǎo)率。用較大的顆粒制備的電極需要明顯較少的添加劑，具有包裝密度和最終電池的實(shí)際能量密度。此外，材料處理和處理的便利性也得到了提高。

更大的粒子是熱穩(wěn)定的，石墨烯的特殊導(dǎo)熱系數(shù)降低了任何地方的溫度梯度，阻止了高能量細(xì)胞的熱量流失。電極表面的局部散熱也延長(zhǎng)了電池壽命。

石墨烯的突破可能會(huì)引發(fā)電動(dòng)汽車(chē)革命:質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)將為超級(jí)高效的電池鋪平道路。

石墨烯是世界上最薄、最堅(jiān)硬的材料，它對(duì)原子和分子是不滲透的。

電池似乎是電動(dòng)汽車(chē)普及的一個(gè)限制因素。它們是汽車(chē)中最昂貴的部件之一，與汽油動(dòng)力汽車(chē)相比，它們的行駛里程有限。

曼徹斯特大學(xué)的研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn)，帶正電荷的氫原子——質(zhì)子——可以通過(guò)它。

通過(guò)使用石墨烯薄膜，發(fā)現(xiàn)可以提高汽車(chē)燃料電池的效率。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了石墨烯令人驚訝的新特性，石墨烯是世界上最薄、最堅(jiān)硬的材料，它可以加速電動(dòng)汽車(chē)和其他綠色技術(shù)的發(fā)展。

在鉛筆芯中發(fā)現(xiàn)的新發(fā)現(xiàn)的碳石墨，允許帶正電荷的氫原子或質(zhì)子穿過(guò)它。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)可以提高汽車(chē)燃料電池的效率，因?yàn)殡姵乜梢詮臍錃庵挟a(chǎn)生電能。

他們說(shuō)，他們的發(fā)現(xiàn)提出了一種可能性，即在未來(lái)，石墨烯薄膜可以用來(lái)從大氣中“篩選出”氫氣來(lái)發(fā)電。

這是因?yàn)閱卧雍裎镔|(zhì)就像一個(gè)過(guò)濾器，允許質(zhì)子通過(guò)它，同時(shí)阻止其他原子的通過(guò)。

科學(xué)家們可以在一層膜的一側(cè)收集質(zhì)子，并在一個(gè)腔內(nèi)積聚其他被阻塞的原子。

使用這樣一種薄膜，燃料電池可以從空氣中提取氫氣并燃燒，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)，而電動(dòng)汽車(chē)不會(huì)排放有害環(huán)境的廢氣。普通電池占據(jù)了大量的空間，而超級(jí)電容膜則可以集成到車(chē)輛的多個(gè)區(qū)域，如車(chē)身面板、車(chē)頂、地板和門(mén)。超級(jí)電容器可以為車(chē)輛提供所需的能量，同時(shí)使車(chē)輛本身更輕。

未來(lái),希望即將開(kāi)發(fā)的超級(jí)電容器存儲(chǔ)更多的能量比鋰電池,同時(shí)保留的能力釋放能量快10倍——這意味著汽車(chē)可以完全由超級(jí)電容器的車(chē)身,”因?yàn)槌?jí)電容器是由石墨烯制成的，一層碳只有一個(gè)原子厚，所以薄膜是一個(gè)更生態(tài)的選擇。此外，由于碳的來(lái)源比傳統(tǒng)電池中的鋰更容易獲得，隨著時(shí)間的推移，它可能會(huì)變得相當(dāng)經(jīng)濟(jì)，而且生產(chǎn)變得更加普遍。