熱點(diǎn)丨石墨烯對(duì)汽車，到底干了什么！？
閱讀次數(shù)：392 更新時(shí)間：2015-12-28
相對(duì)于鉛酸電池、鎳氫電池，鋰離子電池具備能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，石墨烯的特殊微觀結(jié)構(gòu)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(jí)電容器是基于亥姆霍茲雙電層理論的一種新型儲(chǔ)能器件，石墨烯超級(jí)電容能比鋰電池儲(chǔ)存更多的電量。具有功率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充電速度快、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但其能量密度較低。目前，超級(jí)電容器作為車用動(dòng)力電源主要集中在城市公交領(lǐng)域，在公交車站鋪設(shè)充電裝置，上下乘客時(shí)間電量即可充滿。此前有報(bào)道稱，韓國(guó)一名科學(xué)家研制出只需4分鐘即可充滿電的超級(jí)電容。
在燃料電池領(lǐng)域，氫燃料是未來(lái)發(fā)展方向。石墨烯因具備納米結(jié)構(gòu)，同時(shí)成本相對(duì)較低，是儲(chǔ)氫材料的較好選擇。有人利用石墨烯和碳納米管設(shè)計(jì)了一個(gè)三維儲(chǔ)氫模型，這種材料摻入鋰離子，在常壓下儲(chǔ)氫能力可以達(dá)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(guó)加州大學(xué)一項(xiàng)研究顯示，石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)于碳納米管，碳納米管的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)3000以上，而單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)5300，甚至有研究表明其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)6600。因?yàn)槭┍旧硎浅S納米結(jié)構(gòu)，可以保證熱量在加熱區(qū)域內(nèi)的均勻釋放。
石墨烯薄膜表面的水分子之間的結(jié)合能大于其與石墨烯的吸附能，使得水分子以水滴形態(tài)存在，所以石墨烯具有疏水性。布法羅大學(xué)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(gè)月不生銹，而普通高性能涂料僅能維持幾天時(shí)間。因?yàn)槭┑母呤杷砸约蔼?dú)特的納米結(jié)構(gòu)，可以將其運(yùn)用于車用涂料領(lǐng)域，提高防腐效果。
目前，電路技術(shù)所用硅晶體管尺寸已經(jīng)接近了相關(guān)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(nèi)移動(dòng)阻力更小，消耗能量更少；同時(shí)，基于石墨烯的晶體管尺寸可以更小，從而可實(shí)現(xiàn)更高的集成度。因此，石墨烯被稱之為后摩爾時(shí)代取代硅的微電子材料。隨著技術(shù)的成熟，基于石墨烯的電路完全可以用于汽車。
