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科学前瞻:石墨烯让空气发电技术成为现实

导读: 近来,英国曼彻斯特大学在《自然杂志》上发布了一项最新研究,石墨烯薄膜可以用来提取大气中的氢气,将其应用到燃料电池领域会为空气发电技术带来可能。科学界表示这是电池技术史上最具革命性的进步。

  150多年前,自铅酸电池问世以来,关于革新电池技术的大胆观点就一直存在。

  近来,英国曼彻斯特大学在《自然杂志》上发布了一项最新研究,石墨烯薄膜可以用来提取大气中的氢气,将其应用到燃料电池领域会为空气发电技术带来可能。科学界表示这是电池技术史上最具革命性的进步。

  “这项研究操作起来非常简单,并且很有发展前景。”该项目的一位博士后研究者Sheng Hu教授说,“如今石墨烯已可以生产成一平方米的薄片,它在商用燃料电池上的应用宜早不宜迟。”

科学前瞻:石墨烯让空气发电技术成为现实

科研人员使用电子束曝光机分离石墨烯

  2004年在曼彻斯特大学的实验室里,Andrew Geim和Kostya Novoselov领导的科研团队成功从石墨中分离出石墨烯,证明石墨烯是可以单独存在的,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。自那时起,石墨烯就一直被视为科技领域的扭转乾坤者。

科学前瞻:石墨烯让空气发电技术成为现实

石墨烯与铅笔中的石墨拥有相同的分子结构

  该项研究的核心就在于石墨烯卓越的物理特性,它与普通铅笔中的石墨拥有同样的原子结构。

  作为目前科学界发现的第一个二维晶体,石墨烯是最轻薄且最坚硬的物质,它只有一个碳原子的厚度,比人类的头发还要细100万倍。它比钻石坚硬,断裂强度是钢材的200倍。同时它的弹性和延展性也十分出彩,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%,石墨烯几乎是透明的,具有优于铜的超导电性。

  石墨烯的物理属性在各方面都具有开拓性,它注定掀起一场技术革命,从智能手机、可穿戴技术到绿色技术、医疗方面,无所不包。

科学前瞻:石墨烯让空气发电技术成为现实

一个二氧化氮分子被隔在单层石墨烯的外部。石墨烯的高阻隔性是得到公认的

  素以高阻隔性着称石墨烯膜一直被认为能够隔绝任何分子和原子,曼彻斯特大学的研究者们发现石墨烯却对质子“网开一面”,质子能轻易地穿过这个超薄晶体,若是在持续升高的温度和使用铂基催化剂的情况下,效果更佳。这一特性石墨烯可能成为燃料电池的质子传导膜的新型理想材料。

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