石墨烯电池再现重大突破,3D打印电池进入商用生产线
   来源:科技成果早知道     2020年05月15日 11:03

斯文伯恩大学的研究人员已经开发出一种方法,可以在几秒钟内用3D打印出一种强大的电池,可以重复充电数百万次。

这种神奇的成分就是石墨烯,一种单原子厚度的碳,它有一个非常大的表面积,可以让大量的电荷附着在它的表面上。在电流的作用下,石墨烯薄片之间的带电粒子速度比正常电池中电极缓慢的化学反应快得多。但是,作为一个电池,在这个被称为“超级电容”的例子中,石墨烯需要被堆叠成成千上万的重叠薄片,直到最近还无法用现有的实验室方法来创造。

斯温伯恩大学科学家韩林找到了一种方法。首先,他喷了一层石墨烯氧化物(一种水溶性石墨烯前体)的柔性塑料。然后,他将激光束从3D打印机中穿过这个薄层,将氧分子从石墨烯氧化物中分解出来,将前体膜融合成数千层石墨烯薄片。测试显示,石墨烯超级电容器的充电速度比目前的锂离子电池快数千倍。“它的速度快得多,因为它不涉及任何化学反应,所以你可以在它上面放一个高电流。”韩林解释说。

3D打印石墨烯电池的生产成本仍然很高,但是因为在充电和放电过程中没有化学反应,石墨烯不会受到普通电池的磨损。研究人员指出:“生命周期要长一千倍,所以单位能量的成本要低得多。”

最近,大规模生产线正在商谈中,希望可以更换对环境有害的电池,例如铅酸电池。石墨烯电池不需要特殊处理,韩林计算过,每公斤铅酸电池的能量容量是它的两倍。多亏了韩林的工作,未来的能量储存已经触手可及。在衣服,火车和公共汽车上,都可以用这种技术来充电。

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