悠遠劍客 作品

第 344 章 石墨烯電池


                 石墨烯這種材料非常特殊,它的原子排列是二維的,這就導致了它的層數不同,表現出來的物理性能也完全不同。

  按照物理學界的規則,把只有一層原子排列的石墨烯稱為單層石墨烯、擁有兩層原子排列的稱為雙層石墨烯,十層以下的稱為少層石墨烯,十層以上的自然就是多層石墨烯。

  多層石墨烯很多廠商都可以量產,但是用途也不是很大,石墨烯的層數越多,導電性越弱,十層以上幾乎沒有導電性,所以多層石墨烯的用途不是很大。

  但是到了十層以下的少層石墨烯,到了這個程度,石墨烯的導電性和吸附性就會大大增強,成為半導體。

  但是真正厲害的還是單層和雙層石墨烯,這兩種石墨烯才是未來的材料,但是目前只能在實驗室的特殊環境下生產,而且價格貴的離譜。根據2016年《自然》雜誌的估計,在老美實驗室,1克石墨烯的製備成本高達615萬美元。但是就是這僅僅1克單晶石墨烯,卻可以鋪平300多平米的操場。單晶石墨烯是目前發現最可靠常溫超導材料。

  石墨烯會根據層數的增加,導電性也會增加,十層以上基本上絕緣體。到了雙層和單層,根據石墨烯結構的變化,電阻會降到幾乎為零。

  而夾在中間的少層石墨烯恰好處於半導體狀態,少層石墨烯是生產石墨烯鋰電池和碳基芯片的絕佳材料。

  而這次王立誠教授的團隊搞出來的是少層石墨烯的量產方案。根據王立誠教授的介紹,這次之所以能夠找到少層石墨烯的製備方案,是因為奇蹟投資的超算立下了大功。研究人員在使用窮舉法計算石墨烯作為鋰電池負極材料的可能性時,結果非常意外地計算出來了少層石墨烯製備方案中,碳化硅外延法實驗的可能數據。

  而負責這項計算的研究員,又恰好算是王立誠剛剛招聘的計算材料學的實驗記錄員。這名研究員也許是剛剛入職,所以在記錄計算數據時,偶然間看到這組數據,於是回去後就立刻向自己的上級申請了實驗驗證,結果一下子就生產出了十層以下的少層石墨烯。