石墨烯的发现与突破可能引发电动汽车以及其他行业革命

石墨烯的发现与突破可能引发电动汽车以及其他行业革命


研究人员发现,新发现的铅石墨中称为石墨烯的碳石墨可以带正电荷的氢原子或质子通过它。由碳原子制成的原子级蜂窝状晶格如图所示

由曼彻斯特大学诺贝尔奖获得者Sir Andre Geim领导的研究人员发现了石墨烯,他们说,他们的发现提出了将来石墨烯膜可用于从大气中“筛分”氢气发电的可能性。

这是因为单原子厚的材料像过滤器一样允许质子穿过它,同时阻止其他原子的通过。当他们将这种物质与一种称为氮化硼的单原子材料结合起来时,他们就证明了这一点。

科学家们能够在膜的一侧收集质子,并将其他阻塞的原子积聚在一个腔室中。

使用这种膜,燃料电池可以从空气中提取氢气并将其燃烧,从而为电动汽车提供动力,这不会排出对环境有害的排放物。

石墨烯的发现与突破可能引发电动汽车以及其他行业革命

这项发现可以提高汽车燃料电池的效率,因为这些电池通过氢气发电。虽然氢气被用于燃料概念车(如图),但该技术在广泛商业化之前还有一段距离

用于石墨烯

绿色科技:Andre先生和博士生希望有一天石墨烯可以用于质子传导膜,这是燃料电池的重要组成部分,用于驱动'绿色'汽车。

他们发现石墨烯膜可用于从大气中提取氢气,这表明可能将它们与燃料电池相结合,使移动式发电机仅通过空气中的微量氢气供电。

医学:专家说,石墨烯可以用作将药物输送到体内特定部位的载体,例如,有一天可能意味着新的治疗方法适用于患有大脑疾病的人。

运输:石墨烯的强度和轻量使其成为整合到汽车和飞机中的理想材料,旨在使它们更安全,更省油。

薄涂层:薄而坚固的材料也可用于制造防腐涂层,包装甚至超薄安全套

电子:这种材料可以有效地传导电力,因此可用于制造新型智能手机以及灵活的可穿戴技术。

净化水:科学家们正在努力将这种材料用作膜来分离液体,因此有朝一日可以用来净化世界上无法获得必需液体的地区的水。

该研究的联合研究员说:“我们对这一结果感到非常兴奋,因为它为石墨烯在清洁能源收集和氢基技术领域的应用开辟了全新的领域。

只有一个原子厚度,石墨烯是地球上最薄的材料,也比钢强200倍。

2004年,安德烈爵士和他的研究人员于2004年首次分离出他们的工作,他们在2010年获得诺贝尔奖。

这种材料对于所有气体和液体都是不可渗透的,因此具有防腐涂层,包装甚至超薄安全套等一系列用途的潜力。

“自然”杂志发表的这项新发现的出现是因为研究小组想要调查质子(氢原子被剥离的电子)是否被最小的原子氢不可渗透的材料击退。

他们惊奇地发现,质子可以相当容易地穿过超强材料,特别是在温度升高的情况下,以及如果石墨烯膜覆盖有纳米颗粒如铂(其充当催化剂)。

安德烈爵士和博士希望石墨烯有朝一日可以用于质子传导膜,这是燃料电池技术的关键组成部分。

在一些现代汽车中使用的燃料电池使用氧气和氢气作为燃料并将输入的化学能转换成电力。

但是一个主要的问题是燃料泄漏穿过现有的质子膜来降低电池的效率。这个问题可以通过使用石墨烯来克服。

石墨烯的发现与突破可能引发电动汽车以及其他行业革命

只有一个原子厚度,石墨烯是地球上最薄的材料,也比钢强200倍。它在2004年首次被安德烈·盖姆爵士(左)和康斯坦丁·诺沃索洛夫(右)在2010年分别获得诺贝尔物理学奖

研究小组发现,石墨烯膜可用于从大气中提取氢气,这表明可能将其与燃料电池结合起来,使移动式发电机仅通过空气中的微量氢气供电。

“从本质上讲,你从大气中抽取燃料并从中获取电力,”安德烈爵士说。

“我们的(研究)证明这种设备是可能的。”

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