石墨烯在能量儲存中的作用繼續(xù)發(fā)展

分析了石墨烯在應(yīng)用領(lǐng)域和地理區(qū)域的未來市場前景，給出了一些有趣的運動模式。這些發(fā)現(xiàn)為進一步的研究和發(fā)展提供了有利的條件，提供了更多的投資和機會。在2023年甚至更久的時間內(nèi)，電子產(chǎn)品很有可能繼續(xù)成為全球石墨烯市場上最大的組件。在截至2023年的幾年里，由復(fù)合材料組成的部門的份額似乎保持不變。

另一方面，能源領(lǐng)域的市場份額和其他行業(yè)都有大幅增長。太陽能光伏電池和電池需求的快速增長將是推動這一趨勢的動力。由于這些領(lǐng)域的研究越來越多，生物醫(yī)學(xué)、水處理、環(huán)境污染物的緩解等其他領(lǐng)域也有了很大的發(fā)展。

從超級電容器到鋰離子電池，石墨烯可以提供一些東西。

石墨烯理事會通訊一直在努力追蹤石墨烯在超級電容器上的應(yīng)用。

為了填充一些背景，超級電容是電池和電容器之間的一種交叉。電池依賴于一種能改變離子的化學(xué)狀態(tài)的液體電解質(zhì)來操作，而電容器則以靜電的形式儲存在電極表面的離子。這意味著電容器能夠在大爆炸中非常迅速地釋放能量，并且?guī)缀蹩梢匝杆俚爻潆?br/>
研究發(fā)表在《權(quán)力的科學(xué),韓國的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種基于石墨烯超級電容器能量密度,打破了之前的記錄這些設(shè)備,達到每公斤131瓦特時(Wh/公斤),紀錄的近四倍35Wh/公斤左右的石墨烯超級電容器在實驗室原型。

除了這些令人印象深刻的存儲數(shù)據(jù)之外，這項研究的另一個吸引人的特點是，制作石墨烯的過程是無毒的，而且可以在低溫下進行。

盡管這些超級電容器給人的印象是131Wh/Kg，但它們?nèi)匀槐纫话愕匿囯x子電池(鋰離子電池)少一些，而鋰離子電池的功率是200Wh/Kg左右。盡管如此，這一改進足以讓人相信超級電容仍然是鋰離子電池的替代品，它提供的充電時間為幾分鐘，而不是近10小時。

超級電容器應(yīng)用中石墨烯的新方向

韓國的研究重新點燃了石墨烯可能成為提高超級電容器存儲容量的解決方案，使其能夠替代鋰離子電池，但總體研究趨勢已經(jīng)偏離了這一目標。相反，研究人員一直在試圖利用石墨烯的特性，即像活性炭缺乏這樣的競爭性材料，即高電導(dǎo)率和能被制成不同結(jié)構(gòu)和大小的能力。

沿著這些線，加州大學(xué)洛杉磯分校的加州納米系統(tǒng)研究所的研究人員正在使用一種超級電容器中的石墨烯，這種超級電容器可以小到可以用作可植入設(shè)備的可穿戴設(shè)備。

在這個應(yīng)用領(lǐng)域，超級電容的存儲容量實際上比薄膜鋰離子電池技術(shù)要好。研究人員稱，研究人員開發(fā)的超級電容器的厚度僅為一張紙厚度的五分之一，而且它可以容納的電量是典型的薄膜鋰電池的兩倍。這種石墨烯被稱為激光切割石墨烯，它可以長時間保持電荷，具有很高的導(dǎo)電性和電荷

其結(jié)果是:一種電池可以存儲超過鋰離子電池兩倍以上的電量，并且已經(jīng)表明它可以在不變質(zhì)的情況下完成1500次充電周期——可能更多。研究這一現(xiàn)象的專家指出，這些鋰硫石墨烯電池可以使電動汽車充電一次行駛里程超過300英里。

這還處于早期階段。我們還不知道這些電池的成本是多少，甚至不知道這些電池在多大程度上是最有用的。發(fā)明者討論了從筆記本電腦到汽車再到風(fēng)力發(fā)電場的能源存儲等各種問題。通常情況下，電池能找到最有效的位置。

它也是過去二十年來強調(diào)將納米技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)問題的產(chǎn)物。我們可以預(yù)料，在未來幾年內(nèi)會有源源不斷的此類事態(tài)發(fā)展。