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石墨烯未来应用前景怎么样呢?

时间:2020-11-06 14:24:02 来源:未知 点击:

石墨烯未来应用前景怎么样呢?

  石墨烯是中国未来科技领域最重要的战略布局之一,不仅需要政府政策、企业技术的支持,更需要产业基金的撬动。国外在石墨烯发展过程中给予了持续的资金支持,我国虽然通过国家自然科学基金已经陆续资助超过3亿元用于石墨烯相关项目,但资助体量相比国外仍有放大空间,尤其是与国外相比,中国企业在石墨烯高端应用上的投入差距巨大,相关的高端研发技术和成果已呈落后趋势。

  中科院最新研制的三维石墨烯/五氧化二钒电池正极材料,在12分钟完全充/放电条件下,循环2000次后电池容量大于200mAh/g(大量文献报道小于1000次、容量普遍低于150mAh/g);而且1分钟充电的容量,达到商用和文献报道的大于5分钟的相近容量。

  大面积石墨烯薄膜在柔性有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池等薄膜光电器件领域具有重要的应用前景,而其洁净、无损转移是实现上述应用的关键。虽然目前发展了多种以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的高分子作为转移介质的转移方法,但高分子与石墨烯间的相互作用较强且不易在溶剂中溶解,导致转移后的石墨烯表面有大量的高分子残留和破损,不仅降低了石墨烯的光电性能,还极大地增加了石墨烯的表面粗糙度,如PMMA转移后单层石墨烯的表面粗糙度可达数百纳米。因而,以此作为透明电极制备的薄膜器件易发生短路、效率低,大面积器件的制备尤为困难。目前已报道的采用石墨烯作为透明电极的OLED器件的发光面积大多小于1平方厘米,而有机太阳能电池的活性面积则小于0.6平方厘米。

  目前,以独特的工艺将石墨烯与玻璃结合在一起,赋予玻璃透明导电、导热、疏水、生物相容等优异特性。BGI的超级石墨烯研究部致力于研究各种玻璃表面石墨烯的生长方法,开发多种规格石墨烯玻璃的宏量制备技术,探索石墨烯在解决玻璃行业中关键技术问题上的全新方案,发展基于石墨烯玻璃的新型应用领域,推动石墨烯产业和玻璃产业的共同进步。

石墨烯粉体图片

  石墨烯电极和ITO电极的转换效率相当;铝电极的转换效率最高。孔静解释道,这是因为铝电极能将部分太阳光反射回电池板,可吸收更多的太阳能,因此效率最高。用两层石墨烯电极制成的太阳能电池进行透明度检测发现,其光学透明度达到61%,最高值有69%,在目前透明太阳能电池中最高。石墨烯太阳能电池能铺展到任何表面,不管这个表面的软硬和透明程度如何。他们还用透明塑料、不透明纸和半透明胶带分别做底板,将双层石墨烯电极沉积其上制成太阳能电池,发现三者转换效率相当,略低于玻璃为底板的太阳能电池转换效率。这意味着,石墨烯太阳能电池未来用途非常广泛,无论是墙壁和玻璃,还是手机和电脑,石墨烯电池都可以铺展在上面,提供所需电能。

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