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            石墨烯可讓電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程翻倍


            來(lái)源:長(zhǎng)沙晚報(bào)

            [導(dǎo)讀]  超級(jí)電容器是目前最為現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用,研究團(tuán)隊(duì)提出并驗(yàn)證了石墨烯能提高電容器的性能,制備了新型的石墨烯復(fù)合電極材料,目前全固定超級(jí)電容器已經(jīng)取得初步成果,用在電動(dòng)汽車(chē)上,充電更快跑得更久

            本月初,又一家長(zhǎng)沙本土共享汽車(chē)品牌開(kāi)始在長(zhǎng)沙高新區(qū)運(yùn)營(yíng),未來(lái)將有4家共享汽車(chē)品牌在長(zhǎng)沙展開(kāi)“競(jìng)爭(zhēng)”。與共享單車(chē)不同的是,由于采用網(wǎng)點(diǎn)化管理,車(chē)型以新能源車(chē)為主,其充電、續(xù)航里程等問(wèn)題,讓很多用戶心存顧慮。如今,一種叫作“石墨烯”的萬(wàn)能材料,讓新能源汽車(chē)充電更快跑得更遠(yuǎn)。近日,記者探訪了位于湖南大學(xué)的石墨烯材料與器件湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,感受了這個(gè)“萬(wàn)能材料”的魅力。

            實(shí)驗(yàn)證明:充放電一萬(wàn)次容量仍有87%以上

            “開(kāi)在路上突然沒(méi)電了怎么辦?充電不方便,而且跑不了長(zhǎng)途!”一位使用過(guò)共享汽車(chē)的大學(xué)生向記者“吐槽”。如今在長(zhǎng)沙興起的共享汽車(chē),車(chē)型都選用如眾泰云100、知豆等電動(dòng)汽車(chē),據(jù)稱(chēng),其充電時(shí)間約7個(gè)小時(shí),理想狀態(tài)下續(xù)航里程最多也只200公里。

            除了車(chē)內(nèi)空調(diào)耗電,用于加速和爬坡時(shí)的電量消耗占總能耗的2/3,這是影響電動(dòng)汽車(chē)續(xù)航里程的主要原因。如今,隨著石墨烯材料的加入,一種被稱(chēng)為“超級(jí)電容器”的器材,可以讓電動(dòng)汽車(chē)跑得更遠(yuǎn)。

            “超級(jí)電容器的特點(diǎn)就是快充快放,幾分鐘就能充滿,可以重復(fù)使用幾萬(wàn)次,溫度適應(yīng)性好,而且釋放的功率非常高。用在汽車(chē)上,加速時(shí)馬力非常強(qiáng)!”湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副院長(zhǎng)王雙印教授告訴記者,“超級(jí)電容器”容量低存不住電,無(wú)法單獨(dú)使用,但與車(chē)用鋰電子電池耦合在一起,在踩剎車(chē)的過(guò)程中,發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能在幾秒鐘之內(nèi)就能將超級(jí)電容器充滿,而加速或爬坡時(shí)主電源不工作,由超級(jí)電容提供大馬力的能量。

            王雙印告訴記者,超級(jí)電容器的容量會(huì)隨著使用次數(shù)的增多而減小,而他們團(tuán)隊(duì)將石墨烯應(yīng)用于超級(jí)電容器后,充放電一萬(wàn)次后容量仍然保持在87%以上,“超級(jí)電容器及其相關(guān)的汽車(chē)等行業(yè)是目前石墨烯材料應(yīng)用最為現(xiàn)實(shí)和徹底的領(lǐng)域。”

            此外,“大街上跑的電動(dòng)車(chē),用的都是便宜的鉛酸電池,我們現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的一種石墨烯涂層,只要在鉛酸電池的底部涂上一層,就變成了鉛炭電池,也就是學(xué)術(shù)上所稱(chēng)的超級(jí)電池!”王雙印表示,這種超級(jí)電池價(jià)格便宜、壽命更長(zhǎng),而且抗低溫,“在一些太陽(yáng)能豐富的偏遠(yuǎn)農(nóng)村,農(nóng)戶只要在家里裝上太陽(yáng)能電池板,白天為這種超級(jí)電池充電,晚上就能用它做飯看電視!”目前該實(shí)驗(yàn)室正在和一家企業(yè)合作,準(zhǔn)備生產(chǎn)推出這種超級(jí)電池。

            未來(lái)可期:石墨烯有望推動(dòng)綠色汽車(chē)平價(jià)化

            那么,究竟什么是石墨烯呢?在實(shí)驗(yàn)室里,記者第一次看到一小瓶氧化石墨烯,那是一層黑色的粉末,類(lèi)似鉛筆芯粉末!捌鋵(shí)石墨烯肉眼是看不到的!蓖蹼p印告訴記者,鉛筆在紙上輕輕劃過(guò),留下的痕跡就可能是幾層到幾十層石墨烯。人類(lèi)第一次獲取石墨烯的方法“簡(jiǎn)單粗暴”,用透明膠將一塊石墨片反復(fù)粘貼與撕開(kāi),最終形成了厚度只有0.335納米的石墨烯,也就是只有一個(gè)原子厚度的石墨烯。被視為“萬(wàn)能材料”的石墨烯,輕薄、強(qiáng)韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱……這些特性,讓人們對(duì)它賦予很多想象空間。

            “我們國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)用的都是鋰電子電池,充電速度慢,而且續(xù)航里程也不能跑太遠(yuǎn)!蓖蹼p印告訴記者,這種電池使用一段時(shí)間后性能就會(huì)下降,壽命變短。除了與超級(jí)電容器配合,石墨烯本身就可以作為添加劑加入鋰離子電池的正極,充電過(guò)程更快,同時(shí)大大提高電池的穩(wěn)定性,多次使用后不會(huì)出現(xiàn)電池性能的衰減。

            據(jù)悉,豐田已經(jīng)量產(chǎn)的氫燃料電池車(chē)“MIRAI”,售價(jià)高達(dá)人民幣41.5萬(wàn)元。這種汽車(chē)所用的燃料電池,就是氫氣與氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),而大量生產(chǎn)氫氣所需要的催化劑元素是鉑,“鉑金的價(jià)格貴,造成這種綠色汽車(chē)成本高昂!蓖蹼p印介紹,“我們現(xiàn)在所做的,就是用石墨烯替換掉這種貴金屬!”

            “湖南開(kāi)發(fā)石墨烯材料有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)!”王雙印說(shuō),湖南是國(guó)內(nèi)石墨資源大省,微晶石墨占全國(guó)儲(chǔ)量的75%、全球儲(chǔ)量的55%。

            電動(dòng)汽車(chē)將充電更快跑得更遠(yuǎn)

            “石墨烯材料目前最現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用有哪些?”

            王雙印教授:“我們現(xiàn)在很多汽車(chē)上都有自動(dòng)啟停裝置,那就是一種超級(jí)電容器,它能夠給汽車(chē)提供瞬間的強(qiáng)大馬力,但是它充電快放得也快,超級(jí)電容器是目前最為現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用,研究團(tuán)隊(duì)提出并驗(yàn)證了石墨烯能提高電容器的性能,制備了新型的石墨烯復(fù)合電極材料,目前全固定超級(jí)電容器已經(jīng)取得初步成果,用在電動(dòng)汽車(chē)上,充電更快跑得更久!”



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