科学家用石墨烯合成新型碳材料 可实现超级能量存储

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 01:58:45


科学家用石墨烯合成新型碳材料
可实现超级能量存储




Rodney Ruoff教授(右),朱彦武博士(中)和Meryl Stoller(左)以及新型碳材料的3D模型

据美国媒体5月12日报道,德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。

这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成,于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上。该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。这一发现意义深远:它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平,将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。

在电化学储能设备中,超级电容器被比喻为“百米运动员”,其能量转移速度和效率都非常高,但是通常储存的电能少;而电池更像是“马拉松运动员”,具有较高的能量存储能力,充放电速度虽然慢但较稳定。“我们合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔,其比表面积达到了3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当),它的导电性也比一般材料高得多。”Ruoff教授说,“而且合成这种多孔碳材料的过程比较简单,很容易实现其工业化生产。当我们发现这种单原子厚度的新型碳材料用作电极时表现出的优越性能后,我们意识到这个研究方向——这种三维多孔网状结构的碳材料,很可能是作为超级电容器的最佳电极材料。”

该校工程学院院长Gregory L. Fenves评论说,“Ruoff和他的科研团队给我们诠释了在面对重大挑战时什么才是真正的创新性。这个团队的研究者已经找到了一种提高超级电容器能量存储效率的有效方法。”

该团队的合作者包括德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员、布鲁克海文国家实验室的科研工作者以及佛罗里达美国康塔仪器公司的工作人员。

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《科学》发表论文摘要(英文)

http://www.sciencenet.cn/field/4.html

科学家用石墨烯合成新型碳材料
可实现超级能量存储




Rodney Ruoff教授(右),朱彦武博士(中)和Meryl Stoller(左)以及新型碳材料的3D模型

据美国媒体5月12日报道,德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。

这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成,于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上。该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。这一发现意义深远:它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平,将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。

在电化学储能设备中,超级电容器被比喻为“百米运动员”,其能量转移速度和效率都非常高,但是通常储存的电能少;而电池更像是“马拉松运动员”,具有较高的能量存储能力,充放电速度虽然慢但较稳定。“我们合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔,其比表面积达到了3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当),它的导电性也比一般材料高得多。”Ruoff教授说,“而且合成这种多孔碳材料的过程比较简单,很容易实现其工业化生产。当我们发现这种单原子厚度的新型碳材料用作电极时表现出的优越性能后,我们意识到这个研究方向——这种三维多孔网状结构的碳材料,很可能是作为超级电容器的最佳电极材料。”

该校工程学院院长Gregory L. Fenves评论说,“Ruoff和他的科研团队给我们诠释了在面对重大挑战时什么才是真正的创新性。这个团队的研究者已经找到了一种提高超级电容器能量存储效率的有效方法。”

该团队的合作者包括德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员、布鲁克海文国家实验室的科研工作者以及佛罗里达美国康塔仪器公司的工作人员。

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《科学》发表论文摘要(英文)

http://www.sciencenet.cn/field/4.html
这东西对激光炮意义更大吧
美国的科技能力啊
不只是激光炮啊。这种超级电容成功的话,超级机动铠甲就可以解决能源问题,超级战士就会上来鸟,终结者神马的也不是不可能啊!电能的便携储备和高能释放一直是瓶颈,这玩意成功了,绝对是历史性的革新!会引发全球剧变滴!
yixiu1 发表于 2011-5-23 11:14

动力铠用毛电容,放电快储量小有意义么- -等燃料电池才是正道
倒是这玩意儿成了之后磁轨炮和电弹会有大发展,尤其可以使用一次性电容的话体积可以大幅缩小
能做成弹药与电池一体化就可以了,以后炮弹底部不是火药,而是预先充能的超级电容。
材料革命足以引发人类科技的质变。
有没有知情人士透漏一下啊。
貌似早已经开发出了大量生产石墨烯的方法,但还没找到大规模、合适的应用。现在的研发应该更侧重于应用方面吧。
中国的消息也不少
中国这方面怎么样
http://search.cas.cn/search

1. 有序石墨烯导电碳薄膜的制备
  有序石墨烯导电碳薄膜的制备,有序石墨烯导电碳薄膜的制备,Yang Yonggang,2008-12-20,23,4,0,
关键词:有序石墨烯导电碳薄膜的制备,有序石墨烯导...    来源:中国科学院山西煤炭化学研究所    发表时间:2010-11-10 11:47     相关度: 100%
2. 有序石墨烯导电碳薄膜的制备
  有序石墨烯导电碳薄膜的制备,有序石墨烯导电碳薄膜的制备,Yang Yonggang,2008-12-20,23,4,0,
关键词:有序石墨烯导电碳薄膜的制备,有序石墨烯导...    来源:中国科学院山西煤炭化学研究所    发表时间:2009-09-17 15:41     相关度: 100%
3. 氧化石墨烯及其与聚合物的复合
  氧化石墨烯及其与聚合物的复合,氧化石墨烯及其与聚合物的复合,Yang Yonggang,2008-9-20,23,3,193-200,
关键词:氧化石墨烯及其与聚合物的复合,氧化石墨烯...    来源:中国科学院山西煤炭化学研究所    发表时间:2010-11-10 11:47     相关度: 93%
4. 氧化石墨烯及其与聚合物的复合
  氧化石墨烯及其与聚合物的复合,氧化石墨烯及其与聚合物的复合,Yang Yonggang,2008-9-20,23,3,193-200,
关键词:氧化石墨烯及其与聚合物的复合,氧化石墨烯...    来源:中国科学院山西煤炭化学研究所    发表时间:2009-09-17 15:41     相关度: 93%
5. 掺杂石墨烯及其制备方法
  掺杂石墨烯及其制备方法,,发明专利,,2008-05-29,
关键词:掺杂石墨烯及其制备方法,    来源:中国科学院化学研究所    发表时间:2011-03-21 17:02     相关度: 90%
6. 一种石墨烯的溶液相制备方法
  一种石墨烯的溶液相制备方法,,发明,,2009/6/12,刘兆平
关键词:一种石墨烯的溶液相制备方法,    来源:中科院宁波材料所    发表时间:2011-05-20 10:45     相关度: 84%
7. 一种含有石墨烯复合薄膜材料的合成方法
  一种含有石墨烯复合薄膜材料的合成方法,,发明专利,,40130,王金清
关键词:一种含有石墨烯复合薄膜材料的合成方法,    来源:中国科学院兰州化学物理研究所    发表时间:2010-02-05 16:03     相关度: 75%
8. 纳米中心在构造石墨烯纳米结构研究中取得新进展
  ...最近,国家纳米科学中心的方英课题组,通过实验研究,发展出一种非常有趣的,可用于石墨烯结构工程的方案。他们利用AFM深入研究了软基底(PMMA)上石墨烯的纳米结构的构造。当体系从PMMA的玻璃化温度以上开始冷却时,石墨烯的边缘出现纳米尺度的周期性褶皱。他们认为,石墨烯和PMMA之间较大的热膨胀系数差别是产生周期性褶皱的原因。PMMA在冷却过程中很快收缩,对石墨烯产生应力。为了克服应力,石墨烯在边缘扭...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-08-11 10:21     相关度: 73%
9. 纳米中心在构造石墨烯纳米结构研究中取得新进展
  ...最近,国家纳米科学中心的方英课题组,通过实验研究,发展出一种非常有趣的,可用于石墨烯结构工程的方案。他们利用AFM深入研究了软基底(PMMA)上石墨烯的纳米结构的构造。当体系从PMMA的玻璃化温度以上开始冷却时,石墨烯的边缘出现纳米尺度的周期性褶皱。他们认为,石墨烯和PMMA之间较大的热膨胀系数差别是产生周期性褶皱的原因。PMMA在冷却过程中很快收缩,对石墨烯产生应力。为了克服应力,石墨烯在边缘扭...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-08-11 10:21     相关度: 73%
10. 宁波材料所在石墨烯规模化制备技术中取得进展
   石墨烯浆料(2.5 wt%) 石墨烯是近年来国际上的研究热点,它性质独特,应用广泛,受到了各国科学界和产业界的极大关注。然而,石墨烯的制备一直是制约其应用的一个难点问题。 面对这一挑战,中科院宁波材料技术与工程研究所所属新能源技术所刘兆平研究员带领的团队在中科院知识创新工程重要方向项目的支持下,经过两年努力,终于在石墨烯规模化制备技术方面取得了突破性进展。他们发展了一种全新剥离技术路线,实现了石墨烯...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2010-12-30 13:49     相关度: 71%
11. 一种石墨烯-类金刚石碳复合薄膜的制备方法
  一种石墨烯-类金刚石碳复合薄膜的制备方法,,发明专利,,40165,阎兴斌
关键词:一种石墨烯-类金刚石碳复合薄膜的制备方法...    来源:中国科学院兰州化学物理研究所    发表时间:2010-02-05 16:04     相关度: 71%
12. 高技术局组织召开石墨烯研讨会
  ...5月26日,中科院高技术局在上海组织召开了石墨烯研讨会。会议由中科院副院长江绵恒主持,中科院副院长施尔畏、高技术局局长田静、副局长刘桂菊以及金属所、上海微系统所、上海硅酸盐所、长春应化所、宁波材料所、上海有机所18名科研人员参加了此次会议。参会单位分别介绍了在石墨烯研究方面已有的工作基础及下一步拟开展的研究工作,并围绕石墨烯的应用研究展开了深入的讨论。会议听取了有关研究所的报告,指出石墨烯是具有巨...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-06-05 09:32     相关度: 69%
13. 石墨烯复合染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法
  石墨烯复合染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法,,发明,,2010/7/29,周明
关键词:石墨烯复合染料敏化太阳能电池的光阳极及其...    来源:中科院宁波材料所    发表时间:2011-05-20 10:45     相关度: 68%
14. 高比表面积石墨烯的超低温热膨胀制备方法
  高比表面积石墨烯的超低温热膨胀制备方法,,发明,,2010/9/2,郑文革
关键词:高比表面积石墨烯的超低温热膨胀制备方法,    来源:中科院宁波材料所    发表时间:2011-05-20 10:45     相关度: 68%
15. 石墨烯纳米带太赫兹探测器物理研究取得重要进展
  ...  石墨烯是由碳原子在二维空间上紧密堆积成六角星形晶格结构的一种新型材料。它具有丰富的物理内涵和重要的应用价值,近年来已成为材料科学和凝聚态物理等领域的研究热点之一。石墨烯的光学性质一直倍受人们关注。研究表明,从太赫兹到可见光的频率范围内,石墨烯的吸收系数一般都小于3%,也就是说,石墨烯的光学响应极其微弱。这导致石墨烯在光电子学领域的应用受到强烈制约,成为发展石墨烯光电器件的主要障碍。   近日...
关键词:石墨烯    来源:中国科学院    发表时间:2009-11-13 08:35     相关度: 67%
16. 添加氢气可使石墨烯更纯净
  ...美国科学家在最新一期的《自然·化学》杂志上撰文指出,他们发现,氧化石墨烯进行还原反应后出现的不纯净石墨烯,可以通过向其中添加氢气而变得更加纯净,以更好地发挥石墨烯的特性。 石墨烯是仅由一层碳原子构成的二维晶体,超薄石墨烯拥有巨大的应用潜力,可以替代现在的液晶显示材料,与目前电脑、手机等电子产品的重要原材料——硅相比,石墨烯同样具有诸多优势,将来有望取代硅,在电子产品和太阳能电池领域大展拳脚。 美...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2010-06-08 09:33     相关度: 67%
17. 化学气相沉积法制备石墨烯的方法
  化学气相沉积法制备石墨烯的方法,,发明专利,,2008-05-29,
关键词:化学气相沉积法制备石墨烯的方法,    来源:中国科学院化学研究所    发表时间:2011-03-21 17:02     相关度: 65%
18. 化学所在石墨烯的可控制备和性能研究方面取得系列进展
  ...  石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性,这些性能使得石墨烯在未来纳米电子学中具有重要的应用前景,并已成为目前凝聚态物理和材料科学研究的热点。要实现石墨烯的最终应用和深入研究,必须首先大规模制备石墨烯,同时实现对其形貌和组成的控制。因此,石墨烯的可控制备具有非常重要的意义。   在国家自然科学基金委、科技部、中科院的大力支持下,化学所有机固体院重点实验室的研究人员...
关键词:石墨烯    来源:中国科学院    发表时间:2009-11-02 10:06     相关度: 65%
19. 中外合作成功制备高电导石墨烯及其LB膜
  ...近日,中科院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室白雪冬和王恩哥与美国斯坦福大学戴宏杰小组合作,对石墨采用剥离-再嵌入-扩涨的方法,成功制备了高质量石墨烯。相关成果发表在近期的NatureNanotechnology3,538(2008)上。 2004年石墨烯(Graphene)的问世引起了全世界新的研究热潮。石墨烯是单层碳原子紧密排列成二维六角结构的一种碳质新材料。由于石墨烯具有独特的电子结构,...
关键词:中外合作成功制备高电导石墨烯及其LB膜;    来源:中国科学院    发表时间:2008-10-06 00:00     相关度: 65%
20. 兰州化物所离子注入改性氧化石墨烯纸研究获进展
  ... 氧化石墨烯纸注入前后的表面化学状态及形貌变化 在中科院“百人计划”和国家自然科学基金项目支持下,中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室低维材料摩擦学课题组在氧化石墨烯纸离子注入改性研究方面取得新进展。最新研究成果发表在近期出版的Carbon (2011,49,3141-3147)上。 离子注入是一种常用的材料表面改性技术,可对材料表面形貌、结构及化学物理特性进行改善。本课题组采用Ti离子...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2011-05-12 08:26     相关度: 64%
21. 国家纳米科学中心石墨烯可控掺杂研究取得新进展
  ...石墨烯,这一2004年发现的碳晶体家族中的新成员,集多种优异特性于一身,其电子迁移率高于硅材料两个级数表明石墨烯有望替代半导体工业中的硅材料。然而,石墨烯为零带隙半导体,因此能否有效调控其电学性质决定着这种新材料在微电子等行业的应用前途。 掺杂被认为是调控石墨烯电学性质的有效手段之一,但石墨烯完整的二维蜂窝状结构给其掺杂带来很大困难。为了解决这一难题,国家纳米科学中心宫建茹研究组采用离子注入技术,...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2010-12-08 09:13     相关度: 64%
22. 纳米中心石墨烯相变研究取得新进展
  近日,国家纳米科学中心的方英课题组发展了一种新颖的,可以直接、实时观测石墨烯在聚合物中相变的方法。他们巧妙地把Pristine石墨烯夹心在只有几百个纳米厚的聚合物基质中。当体系温度高于聚合物的玻璃化温度时,石墨烯开始发生卷曲,而且这种相变不可逆。更有趣的是,石墨烯还可以主动折叠成双层/三层结构,且层层之间的重叠沿表面扩展达到微米量级,拉曼光谱进一步表明层层之间有强的电子态偶合。另一方面,经过氧化的石墨烯...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-04-21 09:21     相关度: 63%
23. 纳米中心石墨烯相变研究取得新进展
  近日,国家纳米科学中心的方英课题组发展了一种新颖的,可以直接、实时观测石墨烯在聚合物中相变的方法。他们巧妙地把Pristine石墨烯夹心在只有几百个纳米厚的聚合物基质中。当体系温度高于聚合物的玻璃化温度时,石墨烯开始发生卷曲,而且这种相变不可逆。更有趣的是,石墨烯还可以主动折叠成双层/三层结构,且层层之间的重叠沿表面扩展达到微米量级,拉曼光谱进一步表明层层之间有强的电子态偶合。另一方面,经过氧化的石墨烯...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-04-21 09:21     相关度: 63%
24. 纳米中心石墨烯相变研究取得新进展
  近日,国家纳米科学中心的方英课题组发展了一种新颖的,可以直接、实时观测石墨烯在聚合物中相变的方法。他们巧妙地把Pristine石墨烯夹心在只有几百个纳米厚的聚合物基质中。当体系温度高于聚合物的玻璃化温度时,石墨烯开始发生卷曲,而且这种相变不可逆。更有趣的是,石墨烯还可以主动折叠成双层/三层结构,且层层之间的重叠沿表面扩展达到微米量级,拉曼光谱进一步表明层层之间有强的电子态偶合。另一方面,经过氧化的石墨烯...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-04-21 09:21     相关度: 63%
25. 中外合作成功制备高电导石墨烯及其LB膜
      近日,中科院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室白雪冬和王恩哥与美国斯坦福大学戴宏杰小组合作,对石墨采用剥离-再嵌入-扩涨的方法,成功制备了高质量石墨烯。相关成果发表在近期的Nature Nanotechnology 3, 538 (2008)上。     2004年石墨烯...
关键词:中外合作成功制备高电导石墨烯及其LB膜;    来源:中国科学院    发表时间:2008-10-06 00:00     相关度: 62%
26. 中外合作成功制备高电导石墨烯及其LB膜
      近日,中科院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室白雪冬和王恩哥与美国斯坦福大学戴宏杰小组合作,对石墨采用剥离-再嵌入-扩涨的方法,成功制备了高质量石墨烯。相关成果发表在近期的Nature Nanotechnology 3, 538 (2008)上。     2004年石墨烯...
关键词:中外合作成功制备高电导石墨烯及其LB膜;    来源:中国科学院    发表时间:2008-10-06 00:00     相关度: 62%
27. IBM研发出新石墨烯晶体管
  ...据美国物理学家组织网4月11日报道,IBM公司的科学家林育明(音译)等人在4月8日出版的《自然》杂志撰文指出,他们研发出了新的石墨烯晶体管,其截止频率为155GHz(吉赫),比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了50%,而且块头更小。 石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层片状结构,可由石墨剥离而成。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬。作为单质,它在室温下传递电子的速度比已...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2011-04-13 08:44     相关度: 62%
28. 电工所石墨烯的制备与分散研究取得重要进展
  ...最近,中科院电工所马衍伟课题组在石墨烯的制备与分散研究方面取得重要进展,相关成果发表于英国化学会《化学通讯》杂志上(Chem. Commun., 2009, 4527-4529)。该论文首次报道了采用对苯二胺还原氧化石墨纳米片,成功制备出高稳定性有机溶剂分散的石墨烯材料,并采用电泳沉积法获得了高导电性的石墨烯薄膜,其导电率为150S/cm。图1为石墨烯在乙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-07-31 09:35     相关度: 62%
29. 电工所石墨烯的制备与分散研究取得重要进展
  ...最近,中科院电工所马衍伟课题组在石墨烯的制备与分散研究方面取得重要进展,相关成果发表于英国化学会《化学通讯》杂志上(Chem. Commun., 2009, 4527-4529)。该论文首次报道了采用对苯二胺还原氧化石墨纳米片,成功制备出高稳定性有机溶剂分散的石墨烯材料,并采用电泳沉积法获得了高导电性的石墨烯薄膜,其导电率为150S/cm。图1为石墨烯在乙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2009-07-31 09:35     相关度: 62%
30. 研究发现:以蔗糖为原料可制造石墨烯
  ...据美国物理学家组织网2月14日报道,美国科学家使用普通的蔗糖制造出了纯净的石墨烯,用这种石墨烯可以研制出更轻、更快、更廉价、更紧实柔韧的计算机电子设备,可广泛运用于军用飞机和医疗领域。 美国莱斯大学化学教授詹姆斯·图尔领导的科研小组首先将少量的蔗糖放置在一薄层铜箔上,然后在加热和低压下让这些蔗糖接触流动的氢气和氩气。10分钟后,这些蔗糖缩减成纯净的单层石墨烯,调整气体的流动可控制石墨烯薄膜的厚度...
关键词:    来源:中国科学院    发表时间:2011-02-17 09:24     相关度: 61%
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在研究,只有实验室与理论,暂时没有实用价值,更没有工业化
回复 5# 血色冰凌

利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。

没仔细看全文就出来乱喷 ,石墨烯做成的电容 能量密度已经足够大,足以代替电池,唯一的不幸是现在的所有规模量产技术都还不就绪
最近美国那边似乎技术井喷了,莫非拐点已经到了?
本版有国产公斤级产业化制备的新闻,有图有真相,几个月前刚做出来的时候被喷“此物没用”
这东西包括纳米碳簇各大公司都有成吨生产的能力了。而且不断追加投资,然则目前大量的消费都反而是实验订购,工业到消费终端的整个应用还没铺开。
产能那是绝对够。比什么几十公斤的量级大了多了。

回复  血色冰凌

利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超 ...
hillsboro1 发表于 2011-5-23 20:40


不要和燃料电池比能量密度- -而且别忘了铅酸电池的能量密度在当前的可充电电池中是最烂的,只不过容量大成本低而已
更何况动力铠需要的也不是短时间爆发大能量- -车载/单兵固态激光器和电磁轨道炮才需要- -没看全我回复的是你才对吧- -
回复  血色冰凌

利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超 ...
hillsboro1 发表于 2011-5-23 20:40


不要和燃料电池比能量密度- -而且别忘了铅酸电池的能量密度在当前的可充电电池中是最烂的,只不过容量大成本低而已
更何况动力铠需要的也不是短时间爆发大能量- -车载/单兵固态激光器和电磁轨道炮才需要- -没看全我回复的是你才对吧- -
慢慢等你的燃料电池吧,多少个燃料电池项目都已经失去资助了,这个石墨烯材料刚开始就能达到铅酸电池的能量密度,后续改进前途不可限量,未来的二次能源是电池+电容复合体
现在的生产方式本身就是实验性小批量生产,工业化首先要解决工业化应用的问题,设计到掺杂,切割 ,定型等等问题,目前还没有能够工业化批量生产的工艺,换句话说现在生产的石墨烯都是博士在操作生产线,而要工业化必须生产相关的设备让普通的产业工人能够生产这东西,连续,批量,大规模,一致性,良率等等
经济高效持久长寿储能,是人类眼下最迫切的课题之一。
hillsboro1 发表于 2011-5-24 01:10


    如果看下 md的技术发展历史,这种中途折转又回头的路子md又不是走第一次
比亚迪不是电池很NB吗,怎么没动静
前段时间这个神马石墨烯概念在A股很炒了一阵子的
处于基础研究阶段。
大家都是忽悠为主。参见高温超导井喷时代。


据美国媒体5月12日报道,德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。
————————————————————————————————————
论文里出现了“可”,就是还没达到、达到了不稳定、稳定了不能工业化、工业化成本很高——而且往往是理论极限,后续基本没有升级空间的意思
其次,电容的优势是短时间大功率充放电- -而电池的优势是高能量密度,就如计算机的主存与辅存,二者根本不是一个东西。显然动力铠需要的是电池而非电容,磁轨炮等新型定向能武器的小型化更依赖电容,如此简单的问题我不想重复第3次
我就不明白了一个如此简单的道理你要死磕干什么?证明你知道燃料电池是个废物有优越感?但燃料电池目前早就工业化了不说军用有AIP民用有燃料电池汽车- -而石墨烯除了大把的论文还有什么?

据美国媒体5月12日报道,德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。
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论文里出现了“可”,就是还没达到、达到了不稳定、稳定了不能工业化、工业化成本很高——而且往往是理论极限,后续基本没有升级空间的意思
其次,电容的优势是短时间大功率充放电- -而电池的优势是高能量密度,就如计算机的主存与辅存,二者根本不是一个东西。显然动力铠需要的是电池而非电容,磁轨炮等新型定向能武器的小型化更依赖电容,如此简单的问题我不想重复第3次
我就不明白了一个如此简单的道理你要死磕干什么?证明你知道燃料电池是个废物有优越感?但燃料电池目前早就工业化了不说军用有AIP民用有燃料电池汽车- -而石墨烯除了大把的论文还有什么?
acoustics 发表于 2011-5-23 23:39


  有没有链接?
QGP 发表于 2011-5-24 10:49

论坛搜索,本版自己搜
hillsboro1 发表于 2011-5-24 01:14

半导体最初也是博士在操作生产线,解决量产问题用了不到十年。
acoustics 发表于 2011-5-24 13:35

早期半导体晶体管和现代集成电路材料就不一样- -
回复 31# acoustics


    是的,不过现在产业界对石墨烯看法要比10年乐观,估计2016年能起飞,
超级电容电池复合体,触摸屏会是比较乐观的 领域
回复 31# acoustics


    是的,不过现在产业界对石墨烯看法要比10年乐观,估计2016年能起飞,
超级电容电池复合体,触摸屏会是比较乐观的 领域
http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/1/215635.html

《自然》:大规模生产低成本石墨烯已成可能





图为韩国科学家最新制备出的石墨烯薄膜。这一工作使得大规模生产低成本的柔性石墨烯电子产品成为可能。

自2004年石墨烯这一材料被发现以来,有关研究和新闻就未曾间断。

石墨烯的应用范围很广,从柔性电子产品到智能服装,从可折叠显示器到有机太阳能电池,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。

2008年8月,美国科学家证实,石墨烯是目前已知世界上强度最高的材料。

然而,迄今为止,如何制备大尺寸、高质量的石墨烯薄膜仍旧是一个有待解决的难题。

据《纽约时报》近日报道,韩国科学家在制备大尺寸、高质量的石墨烯薄膜方面取得了重大突破。

韩国研究人员近日发现了一种制备大尺寸石墨烯薄膜的方法。这种石墨烯薄膜不仅具备高硬度和高拉伸强度,其电学特性也是现有材料中最好的。这些单原子层厚的碳薄片是非常有前途的材料,可以用来制造平板显示器所必需的柔性、超薄电极和晶体管。另外,石墨烯还可以制作可折叠的有机发光二极管(OLED)显示器和有机太阳能电池。

据悉,由韩国成均馆大学和三星先进技术研究院的研究人员制备出的这种最新石墨烯薄膜有1厘米厚,透光率达80%;在弯曲或延展过程中,它不仅不会断裂,其电学特性也不会有任何改变。

到目前为止,也有其他科学家用更简单的方法制备过大尺寸的石墨烯薄膜,但是这些新制备出的薄膜的导电性能是它们的30倍。而且,这些薄膜很容易转移到不同的衬底上。“我们已经证实石墨烯是具备高拉伸强度、透明的最佳电子材料之一。”领导这一工作的韩国科学家Byung Hee Hong教授表示。他们的这一成果已于1月14日发表在英国《自然》杂志网络版上。

石墨烯是一种优良的导体。它的电子传输速度要比硅快数十倍。它能够在显示器、有机太阳能电池、触摸屏生产中替代传统上采用的脆弱的铟锡氧化物(ITO)电极。石墨烯晶体管也能够替代硅薄膜晶体管,后者不仅不透光,而且难于在塑料上生长。

制作高质量石墨烯微小薄片的最简单的办法是从石墨上剥离石墨烯层。石墨是由许多层的石墨烯组成的。2008年,美国罗格斯大学材料科学与工程系教授Manish Chhowalla领导的研究小组设计了一种在实际应用时制备厘米级石墨烯薄膜的方法。这些研究人员将氧化石墨融于水中,制造出独立的氧化石墨烯片,这些石墨烯片沉淀在可弯曲的衬底顶部。

与他们不同,韩国研究人员使用了一种名为化学气相沉积的方法。首先,他们在硅衬底上添加一层300纳米厚的镍。然后,他们在1000摄氏度的甲烷中加热这一物质,再将它迅速降至室内温度。这一过程能够在镍层的上部沉积出6或10层石墨烯。用制作镍层图形的方式,研究人员能够制备出图形化的石墨烯薄膜。

此外,美国麻省理工学院电子工程系教授Jing Kong也正在研究用类似的方法制备石墨烯薄片。但是,韩国研究者的工作已经更进了一步,他们在把这些薄膜转移到柔性衬底上的同时不损坏薄膜的质量。这种转移可以用如下的两种方法实现:一是把镍用溶剂腐蚀掉以使石墨烯薄膜漂浮在溶液表面,进而把石墨烯转移到任何所需的衬底上;另外一种更简单的方法就是用橡皮图章式的技术转移薄膜。

美国哥伦比亚大学物理系教授Philip Kim是新论文的作者之一。他表示,化学气相沉积方法是制备大尺寸、高质量石墨烯的最省钱方法之一,可以与现有的半导体制造工艺兼容。现在,研究人员已能够制备4英寸厚的薄片。不过,Byung Hee Hong表示,他们能够很轻松地升级尺寸的规模。

与此前科学家们在这一领域所取得的成果相比,新的石墨烯薄膜缺陷更少。Byung Hee Hong认为,这是他们的薄膜导电性能提高30倍、迁移率提高20倍的原因所在。“这些薄膜的导电性能对于小尺寸液晶显示器和触摸式显示器的一些入门级应用来说已经足够了。”美国加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系教授Yang Yang认为:“如果要想在有机太阳能电池和OLED产品中替代ITO,其导电性能还需要提高10倍。”

除了石墨烯之外,其他许多材料也被认为可以制作透光、可弯曲的电子产品。碳纳米管就是其中强有力的竞争者之一。例如,研究人员在制作可弯曲的纳米管半导体器件方面已经取得进展。美国Unidym公司宣布,其使用碳纳米管涂层塑料薄膜而不是ITO涂层的显示器很快就会上市。

还有研究者正在用氧化铟涂层或氧化锌、氧化铟纳米线的方法制造可弯曲、透光的半导体器件。与此同时,密歇根大学的研究人员还用由非常细的金属线组成的栅格制作透光的半导体器件。

石墨烯的优点在于它优越的强度和很高的迁移率(预计是纳米管的两倍)。莱斯大学石墨烯研究人员Tao He表示,新薄膜的导电性能和迁移率给人留下了很深的印象。“我还没有见到任何与此相似或者可以与之媲美的工作”,他说,这项工作使得大规模生产低成本的柔性石墨烯电子产品成为可能。

《科学时报》 (2009-1-22 A2 工程科技)
意义重大呀~!起码在民用方面可以替代普通的化学电池,环保贡献善莫大焉~!
唉,不想多说.看到楼上有些人一味的吹捧美国,就很无奈.
美国以前强,不代表以后也强.特别是现在他美元地位受冲击,国内没钱的时候.
另外,中国自己也有相关的,但就如同上面一位仁兄所说的,被喷此物无用.
哦哟,现在美国也是类似的,就变成是划时代的革命了.
呵呵,到底是国人自贱呢,还是反派大串演呢?
有一个问题,鬼佬肯定有坠毁的UFO,UFO里面没有能量存储设备吗?或者材料?
关于石墨烯,说三点。
1、大规模工业制备高质量石墨烯的方法,目前还没有出现;要么品质较低,要么产量低,要么成本很高,离走出实验室还有不少时间。
2、基于石墨烯的超级电容器,离走出实验室也还有不少时间。目前进展还不错,比电容比较可观了。不过同样技术条件下,并未展示出比其它几种材料的绝对优势。碳纳米管没走出实验室,石墨烯也很难短期内取得真正的成功。
3、石墨烯方面的研究,国内进度挺不错的,中国人石墨烯类的论文(不包括国外留学生中的中国人)占全球20%,第二位;老美35%,其中还有不少是中国留学生做的。

管于超级电容器,说一点。
这玩意儿挺有前途的,国内做得还可以。
pander1984 发表于 2011-6-2 11:06
唉,不想多说.看到楼上有些人一味的吹捧美国,就很无奈.
美国以前强,不代表以后也强.特别是现在他美元 ...
你这段话有啥意思?

我看楼上回复也没有“一味的吹捧美国”

值得你一番感慨,还倍感无赖?

....
我可以肯定的告诉你,类似于这种新材料的科技突破一定不会首先出现在中国的。过去没有,现在没有,至于将来,可能性也很小。中国能够迅速跟踪就已经很不错了。

嘿嘿,俺知道你不服气,估计你也不是搞技术的。