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石墨烯电池利用环境热量自行充电

作者: 来源:麻省理工《科技创业》 发布时间:2012-03-06 浏览:
     中国储能网讯:当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯,进入电路。
    图示石墨烯电池实验装置设置,带有黄金和银电极。来源:香港理工大学
 
    这是一个有趣的创意,用于制作电池。水溶液中离子的热运动是巨大的,室温下达每秒几百米。但很少有人研究这一过程,也没有人研究它可能产生电流。
 
    进行这一研究的徐子涵(Zihan Xu)是香港理工大学(Hong Kong Polytechnic University)的,他和几个同伴不仅研究这个过程,而且似乎也掌握了。
 
 
石墨烯电池在饱和氯化铜溶液中,时间(小时、天数)和产生电压的关系。来源:香港理工大学
 
    这些家伙已经制成电路,其中包含LED,用电线连接到带状石墨烯。他们只是把石墨烯放在氯化铜(copper chloride)溶液中,进行观察。果然,LED灯亮了。实际上,他们需要6个石墨烯电路,形成串联,这样就可产生所需的2V,使LED灯发亮,就可以得到这个图片。
 
    徐子涵和同事说,这里发生情况就是这样。铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,这是因为溶液在室温下的热能量。
 
    当离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会产生足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。
 
    这些电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。
 
    原来,流动的电子在石墨烯中更快,超过它穿过溶液的速度,所以电子自然会选择路径,穿过电路。正是这一点点亮了LED灯。
 
    “释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面,而不是进入电解液。我们的设备就是这样产生电压的,”徐子涵说。
 
 
    溶液温度、浓度、时间(秒)和产生电压的关系。来源:香港理工大学
 
    因此,这个装置产生的能量来自周围环境的热量。这些家伙说,他们可以提高电流,只需加热溶液,也可用超声波加快铜离子。他们甚至声称,只依靠周围热量,就可以使他们的石墨烯电池持续运行20天。
 
    但是,还有一个重要的问号。另一个假设是某种化学反应产生电流,就像普通的电池。
 
    然而,徐子涵和同事说,他们排除了这一点,因为进行了几组控制实验。然而,这些是在一些补充材料中介绍的,他们似乎并没有放在arXiv网站上。他们需要公开这些,要赶在别人做出严肃声明之前。
 
    然而,从表面价值来看,这看起来是一项非常重要的成果。其他人也在石墨烯中产生过电流,但只是让水流过它,所以这并不真的使人吃惊,移动的离子也可以产生这样的效果。
 
    这预示着清洁的绿色电池,只依靠环境热量驱动。徐子涵和同事说:“这代表着一个巨大的突破,研究的是自驱动技术”。
 
    我们希望他们是正确的。但至少在目前,人们还仍然无法下结论。
 
 
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关键字:石墨烯 电池 发电

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