中国储能网讯:用石墨烯制成的设备(如锂离子电池)都具有疏水性,也就是说它们“不喜欢”水。几十年来,“缺少亲水性”一直是使用石墨制造持久耐用的技术设备的一个瓶颈,即使在今天亦是如此。
匹茨堡大学的研究指出,过去的石墨样品很可能被空气污染,导致样品呈现疏水性。匹茨堡大学研究小组首次证实这些材料实际在本质上对水有吸引力,即具有“亲水性”。该研究还指出,锂离子电池和超级电容器都是由这种材料制成。匹茨堡大学斯万森工程学院助理教授李磊(音)是该研究报告的联合撰写人,他表示:“这些发现表示我们可以研制更加强大、更持久耐用的电池。这对在不同的纳米技术领取制造设备同样很重要。”
工程学院学生Rebecca McGinley发现了这些材料表面的“湿润特性”,或者对水的反应,并促使研究小组对这种奇怪的现象展开进一步研究。
研究小组发现,石墨和石墨烯暴露在空气中时,其表面会形成一层薄的碳氢化合物(完全由氢和碳构成的化合物),对表面造成污染。通过采用红外吸收光谱和光电子能谱,研究人员能够“看到”这个碳氢化合物层,证明它具有疏水性。但是,研究小组去除这个污染层后,材料表面变得具有亲水性。
报告的联合作者刘海涛(音)表示,“塑料和其他材料向大气中排放碳氢化合物,这一点在过去的实验中被忽视。在过去,研究界认为石墨具有疏水性,很可能是因为那些实验样品被污染了,这种污染一般在10分钟内就会发生。”
刘海涛和李磊都表示这种湿润特性会对锂离子电池或者超级电容器等设备的储能容量产生影响。研究小组会继续跟进研究如何控制对石墨应用(如储能、润滑剂)产生影响的湿润特性。(中国储能网独家编译)