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熱點丨石墨烯對汽車,到底干了什么???
更新時間:2015-12-28 瀏覽數:

相對于鉛酸電池、鎳氫電池,鋰離子電池具備能量密度大、循環壽命長、綠色環保、安全性能好等優點。不過,石墨烯的特殊微觀結構更有利于鋰離子的嵌入與遷出,從而能夠提高鋰電池的能量密度、功率密度等性能。

超級電容器是基于亥姆霍茲雙電層理論的一種新型儲能器件,石墨烯超級電容能比鋰電池儲存更多的電量。具有功率密度大、循環壽命長、充電速度快、維護保養簡單等優點,但其能量密度較低。目前,超級電容器作為車用動力電源主要集中在城市公交領域,在公交車站鋪設充電裝置,上下乘客時間電量即可充滿。此前有報道稱,韓國一名科學家研制出只需4分鐘即可充滿電的超級電容。

在燃料電池領域,氫燃料是未來發展方向。石墨烯因具備納米結構,同時成本相對較低,是儲氫材料的較好選擇。有人利用石墨烯和碳納米管設計了一個三維儲氫模型,這種材料摻入鋰離子,在常壓下儲氫能力可以達到41克每升。

電加熱座椅是高檔、豪華汽車的必備裝置之一。美國加州大學一項研究顯示,石墨烯的導熱性能優于碳納米管,碳納米管的導熱系數可達3000以上,而單層石墨烯的導熱系數可達5300,甚至有研究表明其導熱系數高達6600。因為石墨烯本身是超二維納米結構,可以保證熱量在加熱區域內的均勻釋放。

石墨烯薄膜表面的水分子之間的結合能大于其與石墨烯的吸附能,使得水分子以水滴形態存在,所以石墨烯具有疏水性。布法羅大學研究人員將石墨烯噴涂于鋼表面,浸泡于海水中可以保持一個月不生銹,而普通高性能涂料僅能維持幾天時間。因為石墨烯的高疏水性以及獨特的納米結構,可以將其運用于車用涂料領域,提高防腐效果。

目前,電路技術所用硅晶體管尺寸已經接近了相關物理定律的極限,在尺寸方面很難有更大突破。研究表明,與硅相比,電子在石墨烯內移動阻力更小,消耗能量更少;同時,基于石墨烯的晶體管尺寸可以更小,從而可實現更高的集成度。因此,石墨烯被稱之為后摩爾時代取代硅的微電子材料。隨著技術的成熟,基于石墨烯的電路完全可以用于汽車。
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