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未来的超级电池

2015-06-18向明康

第二课堂(初中版) 2015年2期
关键词:碳原子纳米材料宁波

向明康

我先讲个听到的小段子。

某人放假回到东北老家,发现携带的iPad充不了电,怒找售后,结果被告知,iPad在室外冻坏了,请放被窝里暖一暖再充电。他回家一试,嘿,真的可以了!

可能你家住海南,手机和平板电脑不可能被冻坏,那么接下来的这个问题,不管你在哪里,肯定都逃不掉——电池电量不够用!

是的,那该死的电池,早上出门时明明充得满满的,结果半天不到,电就快用完了,而且,每次都在关键时刻没电,好像成心跟你作对似的。

怎么办?找个地方充电?嗯,想要充满,那先等上两三个小时。带移动电源?好,不过包里已经装了一大堆手机、学习机什么的,你还嫌不够重?

这时候,该我们的英雄——超级电池出场了!

这货可以说是超级英雄的能量来源,大名鼎鼎的石墨烯。如果你在科技界混过两口饭吃,我想你一定或多或少听过它的威名。

按照科学一点的说法,石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是碳原子以某种复杂的形式,组成的六边形呈蜂巢晶格状的薄膜。

说得简单点,就是只有一个碳原子厚的二维纳米材料。

石墨烯是世界上最薄但又最坚硬的材料,它的结构极稳定,导热性极高,电阻率极低,电子迁移速度极快,因此,可以说是目前最理想的二维纳米材料。

美国加州大学一个研究团队研制出一种微型石墨烯超级电容,这玩意儿最神奇的地方在于,它充电和放电的速度,是常规电池的100~1000倍。

这意味着什么?

如果你的手机用上它,充满一次电大概只需要5秒钟。如果你新买的新能源充电汽车特斯拉用上它,充一次电也就5分钟左右。

更神奇的是,由于它的元素和结构特性,你的手机电量使用时长可以用“周”来当基本单位,而且,不管你在北极、南极还是撒哈拉沙漠,都不用担心它会因为太冷或太热而罢工。

不过,不管是国外还是国内,目前石墨烯超级电池都还停留在实验室的阶段,除了技术稳定性,另外一个关键原因是,石墨烯太贵!

是的,即使以现在的制备工艺,品质好点的石墨烯,依旧可以卖到2000元每克,要拿这么贵的东西做电池,那是只有真正的土豪,才能完成的私人订制了。

当然,制造工艺还是会不断进步的。

比如在我国,中科院宁波材料所就在和宁波墨西科技集团合作,推进石墨烯大规模制备技术。相信用不了5年,石墨烯的生产成本,就会下降到普通民众用得起的水平。

届时,我想超级电池也会进入普及的快车道。

(编辑 文 墨)

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