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中国科学家研制出石墨烯电池?来看看科学杂志原文到底怎么说!

2015-12-29 00:40
雷本祖
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  在这些年里,相信很多人都见过不少关于石墨烯这样的新闻:“特斯拉也望尘莫及:石墨烯电池充电8分钟可跑1000公里”,“石墨烯充电只需5秒钟”,“韩国发明石墨烯电池,电动汽车充电只需16秒”……最新的这篇新闻“中国科学家研制出石墨烯超强电池:充电7秒续航35公里”,对里面的一部分内容做了标记,简单地做个评论。

  18日,记者从中科院上海硅酸盐所获悉,该所科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7秒钟,即可续航35公里。相关研究成果已于18日发表在世界顶级期刊《科学》上。超级电容器,是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点,现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。如何让超级电容器兼具高功率、高能量,长期以来科学家并没有找到理想材料。为破解这一难题,中科院上海硅酸盐所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学展开持续攻关。黄富强研究团队最终发现,石墨烯是超级电容器电极的最佳选择。通过反复试验、设计、合成,黄富强研究团队发现,氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现最佳。不仅能实现高能量密度、高功率密度,而且还可以通过使用水基电解液,做到无毒、环保、价格低廉、安全可靠。据介绍,该新型石墨烯超级电容器体积轻巧、不易燃也不易爆,可采用低成本制备,实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势,且在快速充放方面又远远优于锂电池,因此该“超级电池”可广泛应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。

  首先来看发表在《科学》杂志上的这篇论文,题目是《Nitrogen-doped mesoporous carbon of extraordinary capacitance for electrochemical energy storage》,翻译过的大致意思是高电容氮掺杂介孔碳在电化学储能上的应用。虽然是Nitrogen-doped,即氮掺杂但没有提到graphene——石墨烯。读完全文后也会发现研究的材料是ordered mesoporous carbon,即有序介孔炭并非石墨烯。

  其次,在给出了超级电容器定义的情况下,这篇关于超级电容器材料的研究在记者手下称为电池。在整片论文里写到的数据多是电容、储存比能之类。比如该材料在水性电解质中电容为855 F/g,比一般超级电容要高很多。储存比能能够达到41Wh/kg(19.5 Wh/L),跟铅酸电池差不多。然而并未出现任何关于充电只需7秒钟,即可续航35公里的内容。

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