石墨烯,這個(gè)以往更多出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的材料,一夜之間成為產(chǎn)業(yè)界“新寵”。從三星的移動(dòng)手機(jī)、蘋果的可穿戴設(shè)備,到特斯拉電動(dòng)車的電池,都出現(xiàn)了石墨烯材料的身影。
有人說,誰掌握了石墨烯技術(shù),誰就掌握了未來電子設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展的關(guān)鍵。由于它可以讓設(shè)備變得更薄更柔軟,海外媒體認(rèn)為石墨烯將成為蘋果和三星的下一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)。目前蘋果、三星和谷歌已經(jīng)在競(jìng)爭(zhēng)收購,欲將這種材料用于移動(dòng)和可穿戴設(shè)備中的相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)都收入囊中。
電動(dòng)車“教父”馬斯克的野心是,不久以后實(shí)現(xiàn)單次充電續(xù)航里程達(dá)500英里的目標(biāo),因?yàn)槭┗枠O材料可將現(xiàn)有鋰離子電池的能量密度和輸出功率提高三倍。
馬斯克的野心點(diǎn)燃了全球的暗戰(zhàn)。日本火速研發(fā)出特制的石墨烯材料替代鉑作為催化劑,可大幅降低電動(dòng)車電池成本。西班牙Graphenano公司計(jì)劃于2015年將石墨烯聚合材料電池投入生產(chǎn),并與德國兩家汽車巨頭合作,本月投入試驗(yàn)。
在中國,石墨烯得到高層的特別關(guān)注。據(jù)新華社報(bào)道,國家主席習(xí)近平13日晚考察了江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,了解石墨烯研發(fā)情況。有消息稱,工信部等計(jì)劃將石墨烯寫入“十三五”新材料規(guī)劃。
⊙記者 朱賢佳 ○編輯 谷子
石墨烯提前點(diǎn)爆材料革命 無法擺脫的“特斯拉魔咒”
盡管一般人每天駕車出行的平均里程僅為100英里(約合161千米)左右,但特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克仍對(duì)Model S汽車目前所使用的85千瓦時(shí)電池組感到不滿,他希望能將電池容量提高一倍。
“公司將有可能開發(fā)出一款500英里(約合805千米)續(xù)航里程的汽車。事實(shí)上,我們可能很快就能做到這一點(diǎn)?!瘪R斯克的話讓人對(duì)石墨烯浮想聯(lián)翩。
美國科學(xué)界預(yù)測(cè),一旦石墨烯基陽極材料技術(shù)成熟,特斯拉可在不久后實(shí)現(xiàn)單次充電續(xù)航里程達(dá)500英里的目標(biāo)。根據(jù)技術(shù)參數(shù),這種材料將可把鋰離子電池的能量密度和輸出功率提高三倍。
馬斯克的一舉一動(dòng)都被視為電動(dòng)車技術(shù)發(fā)展最新風(fēng)向標(biāo),“特斯拉魔咒”至今難以破解。這種“跟風(fēng)式”的研發(fā)正在日本、西班牙全面展開,有望引領(lǐng)下一次材料革命提前爆發(fā)。
日前,日本東北大學(xué)助教伊藤良一率領(lǐng)的研究小組嘗試用石墨烯作為替代催化劑。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)新材料,價(jià)格不高。研究人員先利用片狀石墨烯制作出立體結(jié)構(gòu),然后用氣相沉積法給立體結(jié)構(gòu)鍍上氮和硫。結(jié)果發(fā)現(xiàn),鍍上的氮和硫的量越多,就越能高效催化制造出更多的氫。研究人員稱,如果在石墨烯催化劑中再加入鎳,其制氫能力就可以超越鉑催化劑,預(yù)計(jì)將此技術(shù)市場(chǎng)化后,可以使燃料電池成本大大下降。
一家在西班牙以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司Graphenano與該國科爾瓦多大學(xué)合作研究出首例石墨烯聚合材料電池,預(yù)計(jì)該電池2015年將此投入生產(chǎn)。本月,兩家德國汽車巨頭將對(duì)這款新型電動(dòng)車進(jìn)行試驗(yàn)。
技術(shù)分析人士稱,這項(xiàng)新技術(shù)是將石墨烯做成聚合物,其優(yōu)勢(shì)在于它的能量密度、持續(xù)時(shí)間、充電速度、重量和價(jià)格。Graphenano的副總裁強(qiáng)調(diào):“它對(duì)于航空業(yè)、汽車業(yè)、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)都意味著一個(gè)跨越性的發(fā)現(xiàn),能大大增加產(chǎn)業(yè)效率,并且將之前的一些想象變成可能?!?/p>