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  • 8分钟可充电至85%,广汽石墨烯电池是技术革命还是营销?

    8分钟可充电至85%,广汽石墨烯电池是技术革命还是营销?

    5 月 13 日,广汽集团新能源部门对外宣布,石墨烯电池量产研发工作将从实验室走向实车,今年底将在广汽新能源车系埃安部分车型上搭载相关石墨烯电池技术成果。这也是继比亚迪推出刀片电池之后,中国自主汽车品牌在电池领域关键性技术的又一次展示。8 分钟电池可充电至 85%早在 2014 年,广汽集团研发部门就开启了对石墨烯技术的研发。经历近 6 年探索,广汽也逐步掌握了具有自主知识产权的三维结构石墨烯(3DG)材料的制备和应用技术。2019 年 11 月,广汽自主研发的基于三维结构石墨烯(3DG)材料的“超级快充电池”正式对外公布。据广汽这次宣称,石墨烯“超级快充电池”仅需 8 分钟就可以将电池充电至 85%,如果最终数据如实,充电时间与传统燃油车的加油时间相当,对新能源汽车电池也将是一场技术革命。目前,世界范围内新能源汽车领域搭载最多的是磷酸铁锂电池和三元锂电池这两种类型电池。之所以新能源车价格比较昂贵,主要原因在于本身所使用电池比较昂贵,据统计,一辆新能源汽车电池大概可占到整车费用的 40%,一辆 20 万的新能源汽车估计电池的价格在 7 万到 8 万。这也是近年来新能源汽车普遍比传统内燃机汽车贵的原因。同时,不管是磷酸铁锂电池、三元锂电池或多或少都会存在如下几大使用缺点:温度过低的情况下,严重影响续航里程。充放电使用寿命低,导致车辆后期使用成本大大提升。上面讲过电池成本高,虽然经过几年发展磷酸铁锂电池、三元锂电池已经形成规模生产,制造成本已经大幅下降,但售价仍然偏高。电池体积大、重,会占用车内大量空间,整车重量会相应增加,续航里程也会降低。稳定性差,拿三元锂电池举例,三元锂材料的化学反应尤其强烈,一旦氧分子释放,在高温作用下电解液迅速燃烧,会产生剧烈爆燃。充电时间长,以特斯拉 model3 举例:使用超充 700km/hr,一般一个小时左右可以充满,而家用 220V 的充电桩来充电时,将电充满则长达 10 至 12 小时左右。基于现实存在问题,真正意义超级电池问世之前,电池问题将会成为严重阻碍消费者选择新能源汽车道路上最大绊脚石,那么广汽集团此次宣布将要推出的石墨烯电池“超级快充电池”是不是意义上的超级电池?为何石墨烯电池生而被热捧?2004 年,英国曼彻斯特大学:安德烈.盖姆和康斯坦丁·诺沃消洛夫两位科学家发现,用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片,他们从高定向热解石墨中提取出石墨片,将薄片两面粘在一种特殊胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。如此不断重复操作,石墨片会越来越薄,最后,得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。在科学领域石墨烯被认为对未来社会起到重大推动作用,被誉为“新材料之王”,众多科学家也预言它将“彻底改变 21 世纪”,二人也因此获得 2010 年度诺贝尔物理学奖。鉴于石墨烯材料的重要性,2017 年,国家工信部制定,也将石墨烯材料技术划为重点发展领域。石墨烯材料因具备超高强度、超强导电性、超轻等特性,被认为是提高电池充电速度、推动动力电池技术进步的重要材料。石墨烯从诞生之初就不缺乏热度,同时与新能源汽车电池紧密联系在一起,在许多实验室中,石墨烯电池可把数小时的充电时间压缩至不到一分钟。在锂电池内添加石墨烯,可以很好降低电池热量,最大限度上减少能量损失,避免了大量能量被浪费,减少了热量对电池的损害,进而电池的使用寿命也会被大大提高。石墨烯电池又称“纯金”打造的电池,在锂电池内添加石墨烯,生产成本极为昂贵,从已有数据可知石墨烯价格大约在 2000 元左右/克,这样售价现阶段根本无法大规模普及应用,现在石墨烯电池仅用于航空航天这些不计成本行业。目前,几乎所有的新能源汽车石墨烯电池仍处于实验阶段,没有一款量产车型搭载上路使用。接近石墨烯电池量产的三星也无后续消息毫无疑问,谁能掌握石墨烯电池量产关键技术,谁就能成为第二个特斯拉汽车,从石墨烯诞生以来,许多个人或公司对石墨烯电池研究就从未停止。作为韩国涉及业务范围最广的三星集团,2017 年 11 月,据披露,三星公司已开发出石墨烯电池技术,随后三星对外证实确实在研发石墨烯球,并已成功申请专利,三星在当时还称:基于石墨烯材料的电池容量比目前市面上的电池高出 45%,充电速度能提升到已有标准的 5 倍。三星石墨烯球专利在当时被认为是足以引发电池革命创新,最有可能将石墨烯电池量产的企业,但时至今日也没有更多关于三星石墨烯球量产报道。菲斯克汽车,一度是最接近特斯拉的美国豪华电动汽车制造商。因创始人亨德里克·菲斯克坚持认为只有石墨烯电池才是菲斯克未来储能电池,最后因石墨烯电池高昂成本和量产等问题,导致菲斯克汽车公司破产,2014 年被中国万向集团以 1.492 亿美元的收购价购得,万向集团将菲斯克汽车公司更名为现在的卡玛汽车。从诞生至今,石墨烯应用在电池开发上已有十几年历史,以现有技术开发石墨烯,目前有两个开发方向,一是导电剂,二是做电极嵌锂材料。2017 年,比亚迪将石墨烯作为导电剂运用至电池内,大幅提升了锂离子电池的效能,由于只是在锂电池加上石墨烯技术,其本质还是属于锂电池。至于广汽集团石墨烯“超级快充电池”会不会同样采用在电池内添加导电剂和用石墨烯作为电极嵌锂材料,或者是其它新石墨烯电池技术,目前还没有更多细节披露。总结相比芯片领域的高速发展,电池所需要的材料学领域发展速度远远比不了,甚至在电池技术上,许多人认为是停滞不前,革命性突破非常困难,从上个世纪镍镉电池仅突破到现有的锂电池技术,简单理解为电池仅增加一定的储蓄电量。按照国标规定最大电压 750V,最大电流 250A,广汽新电池 8 分钟就可以将电池充电至 85%,以现有技术对电流控制技术要求无疑会非常苛刻。这次广汽集团对外宣布的石墨烯“超级快充电池”到底是用黑科技引发电池革命,还是又一场止步于量产,停留于实验阶段?到年底我们便能一探究竟。本文转自雷锋网,如需转载请至雷锋网官网申请授权。

    时间:2020-05-28 关键词: 石墨烯 广汽

  • 石墨烯材料在柔性触控屏领域的应用

    石墨烯材料在柔性触控屏领域的应用

    以石墨稀材料技术制作的柔性触摸屏能让不规则或者弧形的移动设备实现先进的多点触控功能。三星公司曾在2011年的美国电子消费展(CFS上展示了4.5英寸柔性屏幕,2013年展出了5.5英寸柔性屏幕,该屏幕拥有1280×720的高清分辨率和267pi的像素密度。2013年5月,蓝石科技展示了其突破性的多点触控柔性触摸屏,其7寸触控屏已经实现量产,正在着手开发20英寸触控屏。 2012年1月,江南石墨烯研究院正式对外宣布,全球首款用石墨烯电容触摸屏手机在武进经发区功能新材料产业园内成功研制。整个触摸区域可以识别单指和双指触摸及进行画线动作,可节省生产成本30%,产能为10万片/年。 重庆墨希科技有限公司自2013年3月成立以来,依托中国科学院重庆研究院的技术优势,在石墨烯薄膜及其相关产品的研发、生产、销售方面有了很多成果。2013年12月25日,全球首条100万平方米大规模石墨烯薄膜生产线建成,让石墨烯薄膜的产业化变为现实;2015年3月,首批3万部石墨烯触控屏手机面世,实现了石墨烯电容触控屏的规模化应用示范 2016年4月,重庆墨希科技有限公司生产的石墨烯柔性屏手机亮相中国国际高新技术成果交易会,这是其第三代石墨烯手机。这款手机采用了5.2英寸的触控屏,整体看起来比普通手机长一些,窄一些,可以弯曲成个圆环,像手表一样戴在手腕,重量只有200多克。目前这款手机采用安卓系统,彩屏手机预计2018年将上市。这款手机的面市实现了石墨烯在柔性穿戴领域的应用。

    时间:2020-05-27 关键词: 石墨烯 柔性触控

  • 未来柔性触控显示技术将为视频行业赋能

    未来柔性触控显示技术将为视频行业赋能

    5G时代,超清视频技术将成为未来流量的主阵地,比如视频、游戏、人机交互等都需借助视频技术提高用户体验。从相关资料所知,由于我国5G的规模化商用、超清视频产业的不断创新发展,未来5年将是国内超清视频技术和成果转化的重要期。无疑,这为未来显示技术创造了无限可能。 在5G网络的影响下,超清视频技术将不受地域限制,让用户身临其境般感受操作效果,从而创造丰富的应用场景,为人们带来智慧的生活。在看到5G商用的光明未来后,国内不少公司抢占电视行业的未来入口,不断创新显示技术,通过电视改变用户观看世界的方式,同时努力构建面向5G的超高清直播互动QOS模型,保证用户享受奇迹般的沉浸式体验。5G的逐步商用,让电视行业朝着显示技术方向大踏步前进。 除此之外,有一个利好消息对显示技术发展起到推动作用。近日,韩国科研人员在《NPG亚洲材料杂志》上发表关于新型OLED(有机发光二极管)堆叠的研究成果。这种新型OLED不仅非常柔软,而且高效,解决了目前大多数显示存在的技术难题。 OLED可以提供明亮的图像,还无需背光,这为高清视频显示技术发展提供了支撑。OLED由于良好的导电性和透明性被应用在电视行业,但是还存在一些固有问题,需要一种稀有的阳极材料—铟锡氧化物(ITO)来进行稳定。然而氧化铟锡是非常脆弱的,并不能很好地与柔性显示结合。ITO阳极的使用,对于OLED的实用方面有了限制性。 韩国研究团队发现这些问题对于未来柔性高效显示影响较大,因此构建一个OLED堆栈。OLED利用新材料石墨烯来取代ITO阳极。石墨烯具备光学透明性、耐曲挠性,使其成为柔性显示的理想材料。石墨烯不容易雾化的特性,增加了OLED堆叠的寿命。尽管实验中科研团队面临了许多难题,但是仍坚持探索,让高效的OLED堆栈脱颖而出。 那么,柔性且高效的OLED显示的出现意味着什么呢? 目前市场上流行的显示不具备柔性功能,随着OLED显示技术的成熟,制造成本下降,对于消费者市场更具吸引力,这表示柔性显示在市场上还有一段路要走。据悉,透明显示也是各大公司试图开发的一项技术。若这项技术能进一步发展,让其大规模生产,我们能看到柔性显示的引入,对于未来科技的推动具有积极意义。

    时间:2020-05-26 关键词: 石墨烯 触控技术

  • “海啸级”后浪一天两登《Nature》,还都是一作!95后天才少年引热议

    “海啸级”后浪一天两登《Nature》,还都是一作!95后天才少年引热议

    后浪来了,还是海啸级的。5月6日,在最新一期的上,96年出生的“天才少年”曹原与其博导Pablo Jarillo-Herrero背靠背连发两篇Nature文章,介绍了在魔角石墨烯中取得的系列新进展。其中一篇,曹原是第一作者兼共同通讯作者,另一篇曹原为共同第一作者。一般来说,通讯作者会由教授等课题组长担任,第一篇论文中曹原可以担任通讯作者,也说明了他是论文的主要创意贡献者。科研圈的人对曹原这个名字一定不陌生,1996年出生的曹原在2010年考入中国科学技术大学少年班,并入选严济慈物理英才班。在校期间表现优异,2014年获中国科大毕业生最高荣誉郭沫若奖学金,之后赴美国MIT攻读博士学位。值得一提的是,这不是这位95后少年第一次在杂志同期刊发两文,2018年3月5日,曹原在杂志上连发两文报道石墨烯超导的重大发现,这位当时年仅22岁的博士生第一次以第一作者的身份登上了杂志。也是因为这一重要发现,曹原获评Nature 2018年度十大人物之一,并居榜单首位,轰动一时。时隔近两年,被称为石墨烯驾驭者、让原子厚度碳片层成为超导体的博士研究生携两篇论文归来,再次双发,也昭示了魔角石墨烯研究的重大进展。能让Nature两篇连发的研究本身究竟有何魅力,在石墨烯领域得到了怎样的研究结果,和文摘菌一起来看看。一己之力破解超导研究百年难题,两次双发要理解一系列研究,还要先从超导体的发展史讲起。早在1911年,人类第一次发现超导体的存在,荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes发现将汞冷却到-269℃时,电阻就会降为零,能源的消耗也将降到最低。此后,科学家们不断发现新的超导体,但遗憾的是,始终没有一种超导体真正实用。在这一领域上,物理学家们仿佛陷入了瓶颈期。时隔一百年,超导的研究终于有了重大突破!而突破了这个众多物理学家都钻研不出的难题的正是当时年仅22岁的曹原!2017年8月,曹原和他的团队发现,原来石墨烯就可以实现超导,只需将两层石墨烯旋转到特定的角度(1.1°)再进行叠加,就可以实现零电阻传导,即刻显现超导特性。有博后@cheby chev用cpu解释曹原团队这一研究的突破性,“相当于揭示了我可以把一张白纸揉吧揉吧就能变成一个CPU”。实至名归。据我这几年的观察,基础学科很久没有出现过单个工作产生如此大影响力的事件了。之前的nature人物多是成名的大师,在一个充分竞争的领域耕耘很多年,但这次这个工作实在属于平地惊雷,出乎所有人意料。打一个不一定恰当的比方,这个工作相当于揭示了我可以把一张白纸揉吧揉吧就能变成一个CPU。按内行人的话说,强关联超导或者大家常说的高温超导可以说是当今凝聚态物理皇冠上的明珠。它的解决似乎能对其它各方面有巨大应用价值,而又包含了各个方面的问题。而石墨烯又几乎是可以轻松制备的材料里最简单可控,大家理解最清楚的。把这两个极端联系起来,用的只是一个1.08度的转角。可以封神了。曹原也因为这一研究突破,成为了杂志发布的2018年度影响世界的十大科学人物之一。石墨烯的"魔角"也登上了当时杂志的十大人物特刊的封面图。曹原的“石墨烯的驾驭者”这一称号,也由此得来。再来聊聊“石墨烯”这种神奇的材料。首先,作为一种电催化剂,石墨烯可以通过掺杂一种或者多种元素来提升电催化作用,这种材料也因此受到学术界热捧。关于这次曹原新发的两篇论文,总的来说都是对之前魔角的延展探索。根据知乎匿名用户的回答,曹原的第一篇论文主要回答了“两个双层石墨烯在扭转之后会产生什么样新奇的物态”的问题。曹原团队通过对扭转角的控制,将魔角特性推广到其他二维研究体系,以调谐和控制电子—电子相互作用的强度,实现相似的物理行为。研究结果将为探索多平带双扭超晶格中扭角和电场控制的相关物质相提供理论依据。根据匿名用户的知乎回答:本文的重中之重就是图3,给出了半占据态是自旋极化的证据。方法是分别加面外和面内磁场,abc中我们看到,加面外磁场这些绝缘态有一个很大的偏离,并出现了nu = 3的态(b中有很多线状的和震荡的特征,有点意思),加面内磁场则移动不大,也出现了nu=3的态。这三个图其实非常干净,这样的绝缘态的测量确实非常难测稳,还要注意居里热。调整电场并测变磁场,在面外磁场达到5T时发生了一个类似相变的信号。f,g综合了响应的变温信号,更清楚的给了相变和拟合出来的g=1.5因子(面内),g=3.5面外,面内g值非常接近自旋贡献g=2的理论值(用excitation gap拟合出来较小很正常)。结合理论,一个比较好的解释是这是一个自旋极化的态。在另一篇Nature论文中,曹原等人致力于研究扭曲角的分布信息。他们以六方氮化硼(hBN)封装的MATBG为研究对象,通过使用纳米级针尖扫描超导量子干涉装置(SQUID-on-tip)获得处于量子霍尔态的朗道能级的断层图像,并绘制了局部θ变化图。这项研究为相关物理现象的实现和应用提供了指导。“这才是应该上科学热榜的问题”事件一出,迅速引爆了知乎,相关话题登上知乎热榜,目前已有接近两百万的浏览量。同为物理学博士在读的知乎答主@Genoa表示,“这才是应该上科学热榜的问题”“这才是石墨烯领域应该有的paper”。由于专业方向不同(感谢祖师爷没让我和这位天才撞车),不好深入讨论相关的东西,不过两年前和同学们讨论曹原第一次连发nature的时候,大家都已经做好了心理准备:这绝对只是个开始,魔角石墨烯绝对能给这个领域带来非常多的新思路,这才是石墨烯领域应该有的paper,而不是随便掺个什么玩意儿测一遍物化性质然后水一篇文章。最可怕的事就是比你聪明的人还比你更努力,曹原大佬不仅做到了,而且还实现的非常快。除了佩服,真的找不到其他合适的词汇了。不止研究结果强悍,同出身中国科学技术大学的理学博士、知乎用户@全球变冷 也对于曹原的研究方法和应用价值十分肯定,评价道,“关键科学问题提炼准确,具有较强的工程应用价值”。本科同学,专业不同。扫了一遍摘要,凭我浅薄的科研经验,上次的两篇相当于发现了全球可能变暖这个科学问题,这次相当于发现海洋并不一定变暖,有其他特征。评价:关键科学问题提炼准确,具有较强的工程应用价值。后浪里的“海啸”浪,95后少年的开挂之路1996年出生于四川成都的曹原,从小就聪明伶俐,可以说是被老师们从小夸到大。2007年,曹原来到了深圳读书,用了三年的时间就读完了小学六年级,以及初中和高中的课程。2010年,14岁的他就参加了高考,理科总分669,考入了中国科学技术大学少年班。文摘菌默默想了一下自己14岁的时候在干啥...这人和人的差距咋就那么大...进入少年班后,依然继续开挂,别人一年才能完成的项目,曹原一个寒假就整完了。上了大学之后,本科期间就在Journal of Magnetism and Magnetic Materials和Physical Review B发表两篇第一作者文章。教授们对他也是赞赏有加,曾长淦教授就曾评价曹原:“在我们实验室还发了一篇PRB理论文章呢,当时就觉得他太厉害了。”大学期间,他作为交换生去了美国密歇根大学与牛津大学。2014年,曹原前往麻省理工学院进行深造。曹原曾被麻省理工学院的物理学研究生项目拒绝,最终通过电气工程系进入了Jarillo-Herrero课题组,继续从事物理学研究。再然后,22岁的他就登上了杂志年度十大科学家之首,这也是该杂志创刊149年历史上年龄最小的入榜者。同时曹原也是以“第一作者”身份在上发表论文的最年轻的中国学者。在2018年接受海外版采访时曹原曾表示,不觉得自己比普通大学生优越,“毕竟,我们都是人,有缺点,有情绪”。文摘菌写稿过程中也看了看这位少年的知乎首页,自称“观星技术宅”的他不仅关注学术问题,也关注coser和八卦,看来是学习娱乐都没落下。也正是这一一个有情绪又有冲劲儿的“后浪”少年,被评论为“开创了一个全新研究领域的杰出科学家”。如今,数百位世界级学者正在试图拓展他的科研成果。一旦成果落地,将为世界能源行业节省数千亿美元的资金。

    时间:2020-05-26 关键词: 石墨烯 自然 曹原

  • 石墨烯或将成为未来触控技术的首要材料

    石墨烯或将成为未来触控技术的首要材料

    (文章来源:微晶科技) 人类无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体产业的重要性是不言而喻的。如今,市场上流行的电子产品与半导体有着密不可分的联系。由于技术的进步,硅作为半导体产品的应用材料,随着芯片制程微缩的不断推进,达到的数值已经接近物理极限,半导体行业的未来发展该何去何从? 目前,硅在半导体行业的应用面临瓶颈,因其自身性能简单可靠,未来十年仍是CPU最好的应用材料。石墨烯作为一种新兴材料,具有良好的电学特性,自身结构超轻超薄,是很多领域的首选材料。若将石墨烯应用在半导体芯片领域,将是电子产业未来创新和发展的革新材料。 业界人士预测,石墨烯未来将应用在半导体产业。人们了解到,半导体产业主要由集成电路、光电子、分立器和传感器等组成。新的半导体材料想要替代传统的硅材料,并赢得市场的认可需要遵循很多规律,光电效应和霍尔效应是现今最重要的两个定律。科学家在常温条件下观察石墨烯的量子霍尔效应,发现石墨烯在碰到杂质后不会产生背散射,说明它具有超强的导电性能。 另外,石墨烯用肉眼观察几乎呈现透明状态,具有极高的透明度。石墨烯的光学特性优异,会随着它的厚度改变而改变,适合应用在光电子领域。石墨烯的诸多优良特性,将会被应用在显示屏、电容器、传感器等诸多领域。 石墨烯作为未来半导体材料的替代品,应用前景是不可估量的。尽管我国的产业链结构仍不成熟,但有着丰富的应用市场和石墨烯矿石,这为我们成为石墨烯行业的领导者奠定了基础,未来随着相关企业的崛起,中国的石墨烯产业前景非常广阔。

    时间:2020-05-24 关键词: 石墨烯 触控技术

  • 石墨烯可以让触摸屏也变得柔软舒适

    石墨烯可以让触摸屏也变得柔软舒适

    (文章来源:烯望科技) 自从智能手机问世以来,普通消费者对其外部结构的刻板映像便是直板、坚硬、屏幕易碎,可是近来这种刻板映像却被打破,因为可折叠手机即将走进我们的生活。 液晶电脑、液晶电视等都是用的透明电极材料,即金属氧化物,如氧化铟锡、氧化氟锡等,这些材料被形象的称谓导电玻璃,虽说应用广泛,但是还是存在一些缺点,比如容易吸收红外光,却又在温度较高(300℃)的环境下增加内阻,而且用作太阳能电池电极时,需要在表面上涂上一层铂来增加导电性,大大增加了制备成本。 说到手机,随着人们生活水平的提高,科技的进步以及电子产品的发展,人们对触摸屏的要求也越来越高,手机装口袋时总会担心会不会压坏屏幕,能不能生产一种可弯曲折叠的手机屏幕呢? 石墨烯刚好是这样一种超薄、透光性好、导电性能优异且柔软度可弯曲的材料。成为近来热门的金属氧化物电极替代材料,科学家们希望可以通过晶莹剔透的石墨烯照亮人类未来。现如今科学家们已经制备出导电性能优良和透光率达到97.4%的柔性石墨烯材料,用作触摸屏透明导电电极,完全可以替代导电玻璃,并且性能也完全优于原有的氧化铟锡材料。

    时间:2020-05-19 关键词: 触摸屏 石墨烯

  • 石墨烯压力传感器将完胜目前所有的触控传感器

    石墨烯压力传感器将完胜目前所有的触控传感器

    (文章来源:电子工程专辑) 韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)的一支研究团队打造出一种新型的传感器数组,能够侦测从人体体重到手指轻触等广泛的压力范围。目前,大多数的晶体管制造都采用硅信道以及基于硅氧化物的电介质。然而,这些晶体管通常不是缺乏透明度就是不够灵活,因而可能成为制造高整合的压力传感器数组与透明压力传感器时的一大阻碍。 UNIST的研究人员开发的这种新型的数组技术十分具有发展前景,因为它能根据侦测触控动作产生电信号,并同显示侦测对象的位置以及压力的大小,而且还较传统的压力传感器更具有透明度以及消耗较低功耗,这和目前针对图形所用的触控传感器是不同的。 UNIST材料科与工程研究所教授Jang-Ung Park带领研究团队共同进行这项研究,他们采用高度导电且带有空气介电层的透明石墨烯,以及能够在可折迭基板一侧撷取空气的弹性体。该数组能够侦测导致气隙介电质变形的滑动、轻触与手指的压力,提供一种测量压力大小与位置的方法。再者,相较于被动矩阵类型,这种新型的数组所消耗的功率较少,反应时间也更快。 Park表示:“利用空气作为产生场效晶体管(FET)的介电层,能够因为石墨烯信道与空气间的接口干净,从而显著提高晶体管的性能。此外,这种空气介电层的厚度是由所施加的压力而决定的,因此,透过这种技术,能够更有效地侦测压力的变化。” 这种传感器能够同时测量小于10kPa的任何物体,例如轻敲至大于2MPa、人体的重量等,此外,它还能应用于3D触控面板或慢跑鞋。这项研究结果已经发表在最新一期的《自然通讯》(Nature Communications)期刊中。      

    时间:2020-05-18 关键词: 石墨烯 触控传感器

  • 新冠病毒防护又有杀手锏!新型石墨烯空气过滤器面世:主动防护

    新冠病毒防护又有杀手锏!新型石墨烯空气过滤器面世:主动防护

    4月20日,据外媒报道,随着全世界对冠状病毒预防和传播的关注,以色列内盖夫本-古里安大学基于石墨烯水过滤技术,正在开发一种新型的可自我消毒和净化的空气过滤器。 内盖夫本-古里安大学克里斯·阿努什(Chris Arnusch)博士致力于通过开发具有抗菌和抗病毒特性的膜来净化水,现在他已经成功研制了一种激光诱导石墨烯(LIG)滤水器。 LIG是一种微孔石墨烯泡沫,可以在多种材料上生成。激光诱导石墨烯滤水器不仅可以有效的过滤水中污染物,而且低电平电流还能主动杀死细菌和病毒。因此,科学家设计了基于该原理的新型空气过滤器。 这项新颖的纳米技术是基于激光诱导石墨烯滤水器研发的,可用于供暖、通风和空调系统中,或集成到面罩中以达到消毒的效果。大多数口罩在使用过程中都会受到污染,包括N95口罩,如果使用不当或处理不当,都会成为污染源。 研究人员表示,这种新型纳米材料可以通过电流完全消毒,因此,LIG空气过滤器有可能与最先进的空气过滤器(如HEPA过滤器)相结合。这种过滤器可以增加一个有效的保护层,并延长其他昂贵的空气过滤器的使用寿命。 在如今新冠疫情的敏感时期,LIG空气过滤器不仅能够让医院、汽车、公共交通工具等成为更安全的空间。如果将这种材料纳入口罩,还会为医护人员以及普通民众提供更高水平的保护。

    时间:2020-05-11 关键词: 石墨烯 口罩 新冠病毒 空气过滤器

  • 用石墨烯造出纳米级磁铁可用于医疗电子领域

    用石墨烯造出纳米级磁铁可用于医疗电子领域

    (文章来源:医疗科技网) 捷克奥洛穆茨大学一个科学团队宣布,他们利用石墨烯研制出了世界上最小的金属磁铁,可以应用于核磁共振成像、水处理、生物化学和电子等多个领域。 据报道,研究人员成功地对石墨烯进行了化学改性,捕捉到了超微小的金属纳米粒子。“这项技术成功避免了其与氧气发生反应,形成更常见但磁性更弱的磁性金属氧化物。”奥洛穆茨大学专家扎德克·兹博日尔指出。报道称,石墨烯是一种是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体,比钢铁更强韧,导电能力高于铜,且能完全透光。 对其进行化学改性能够“控制其电、光和磁的性能”,兹博日尔在研究报告中指出。“这帮助我们得以创造出一类新的非常强大且能在大气层中保持稳定的磁铁。”研究称。兹博日尔的团队使这一新的纳米磁铁的大规模生产成为可能。报道称,目前科学家们正在通过实验对这一全新的纳米磁铁在医疗诊断领域的应用进行研究。此外,这种磁铁还有望应用于生态、电子和生物技术等领域。

    时间:2020-05-08 关键词: 医疗电子 石墨烯

  • 研究人员研发出一种基于石墨烯的绷带 可用于远程监测伤口

    研究人员研发出一种基于石墨烯的绷带 可用于远程监测伤口

    据外媒New Atlas报道,如果有人遭受糖尿病皮肤溃疡等慢性伤口的痛苦,让医生持续了解病情是至关重要的。 现在研究人员已研发出一种基于石墨烯的绷带,设计用于远程监测伤口。该设备由生物技术初创公司Grapheal研发 ,该公司是法国国家科学研究中心的衍生公司。 它由聚合物薄膜基底以及嵌入的柔性电子器件(包括与伤口直接接触的石墨烯电极)组成。石墨烯是一种导电材料,是一种由碳原子以sp?杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 随着伤口化学性质的改变(例如随着感染的增加其pH值升高),石墨烯电极的电导率也随之改变。该数据从绷带无线传输到附近的智能 手机 或平板电脑,然后将其从患者家中发送到基于云的服务器以进行分析。然后,医生或护士可以在线查看伤口情况,而无需亲自看病人,也无需去除绷带。作为额外的好处,由于石墨烯具有众所周知的抗菌特性,据报道绷带还应有助于促进伤口愈合过程。 这项技术的人体试验即将开始,预计将在大约三年内进行商业推广。        

    时间:2020-04-29 关键词: 石墨烯

  • Grapheal研发基于石墨烯的绷带,可用于远程监测伤口

    Grapheal研发基于石墨烯的绷带,可用于远程监测伤口

    (文章来源:cnBeta) 据外媒New Atlas报道,如果有人遭受糖尿病皮肤溃疡等慢性伤口的痛苦,让医生持续了解病情是至关重要的。现在研究人员已研发出一种基于石墨烯的绷带,设计用于远程监测伤口。该设备由生物技术初创公司Grapheal研发,该公司是法国国家科学研究中心的衍生公司。 它由聚合物薄膜基底以及嵌入的柔性电子器件(包括与伤口直接接触的石墨烯电极)组成。石墨烯是一种导电材料,是一种由碳原子以sp2;杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 随着伤口化学性质的改变(例如随着感染的增加其pH值升高),石墨烯电极的电导率也随之改变。该数据从绷带无线传输到附近的智能手机或平板电脑,然后将其从患者家中发送到基于云的服务器以进行分析。然后,医生或护士可以在线查看伤口情况,而无需亲自看病人,也无需去除绷带。作为额外的好处,由于石墨烯具有众所周知的抗菌特性,据报道绷带还应有助于促进伤口愈合过程。 这项技术的人体试验即将开始,预计将在大约三年内进行商业推广。      

    时间:2020-04-29 关键词: 石墨烯 远程监测

  • 研究团队发现基于石墨烯柔性器件的无创肿瘤新疗法 有望在未来为癌症患者开辟全新的治疗手段

    研究团队发现基于石墨烯柔性器件的无创肿瘤新疗法 有望在未来为癌症患者开辟全新的治疗手段

    癌症治疗一直是世界性的医学难题,尽管医学水平随着科技的发展不断进步,但是在复杂的人体环境中对抗癌细胞,仍然存在很多未知领域。 据媒体报道,近日南京医科大学生物医学与基础医学院的胡克和俞婷婷博士团队发现了一种基于石墨烯柔性器件的无创肿瘤新疗法。该研究成果以封面论文的形式刊登在医疗领域前沿期刊《先进医疗》。 据了解,该实验在裸鼠身上进行了实验,结果表明,石墨烯柔性器件辐射的远红外能抑制癌细胞生长,诱导癌细胞凋亡,且无明显副作用。 由于肿瘤细胞是向四周浸润的,边界比较模糊,用传统的手术切除而又无法避免转移、化学或高能放射治疗又是无区别杀伤,易损伤邻近组织器官,具有明显的副作用。 石墨烯非侵入治疗癌症的无创疗法,有望在未来为癌症患者开辟全新的治疗手段。

    时间:2020-04-29 关键词: 石墨烯

  • 新型石墨烯复合材料,或将颠覆医疗传感器领域

    新型石墨烯复合材料,或将颠覆医疗传感器领域

    (文章来源:医疗科技网) 目前涉及石墨烯的所有讨论和研究,都是尝试利用该材料的柔韧特性创建复合材料,应用在可穿戴和柔性电子上,本网也曾经做过不少覆盖,只是目前大部分石墨烯复合材料都存在坚硬和不灵活的问题。 据报道,日前来自爱尔兰的科研团队灵光乍现,将石墨烯和儿童玩具Silly Putty(彩色橡皮泥)组合在一起,瞬间点燃了纳米材料社区的激情。所产生的全新复合材料拥有广泛的应用前景,科研团队已经承诺将制造用于医疗诊断行业的超敏应变式传感器上。 发表在《Science》杂志上的研究报告中,由爱尔兰科学基金会赞助,总部设于都柏林三一学院的 AMBER 材料科研中心发现,如果你在类似于橡皮泥这样的低粘度材料中添加纳米片,其机电性能就会产生巨大的变化。你会突然发现已经拥有了一个极端敏感的应变式传感器。 当你对已经注入石墨烯的橡皮泥施加电压之后,哪怕是非常轻微的触摸都会对电流产生非常大的变化。而这正是应变式传感器的原理。 负责该项目的都柏林三一学院教授Jonathan Coleman说道:“如果将含有石墨烯的橡皮泥长度拉伸1%,那么电流就会调整5倍。非常小的机械变化都会产生巨大的电流变化。”尽管将石墨烯添加到聚合物中已经进行了大量的尝试,但是将石墨烯用于应变式传感器尚属首次,意味着石墨烯翻开了新的篇章。而主要的原因在于,没有人会相信这个柔软的材料能够迸发出如此强烈的增益效果。 “我们都知道人类在这方面的研究并不多,”Coleman说道:“但是我必须承认的是,我们从未想过这种新型复合材料能呈现如此有趣的实验结果。” 尽管Coleman坚信未来这种复合材将广泛应用于医疗传感领域,但截至目前,最明晰最重要的实例就是测量脉搏和血压。Coleman说道:“我们能够以相对直接的方式的来测量脉搏。尽管现在有丰富的医疗手段实现,但是我们的方法相对更加简单、便宜且具有持续性。” “这项复合材料投入商用的首个挑战就是材料的供应,不过我认为这并不是问题。”Coleman说道:“市场上有很多石墨烯的商业供应商,能够大批量供应这种材料。而且,橡皮泥是常见且容易获得的材料的。而两种材料的组合程序也相当的简单,自然可以工业化。所以,制造这种复合材料没有问题。” 而如何将这种复合材料设计成传感设备才是真正的挑战。Coleman解释道转换成为商品,必须拥有类似于智能手表样的外形以便于佩戴在手腕上,充分利用内部的传感材料进行监测。然后,你需要电源来产生电流并检测其中的变化。还有需要创建相应的通信系统,将这些信号传输至移动手机上,通过应用来收集和分析数据。 尽管Coleman和他的同事共同研发的应变式传感器的敏感度已经不错,但是他坚信当前的研究成果仅仅只是提供了全新的复合材料制造方法,基于这项研究,未来将会诞生更敏感的传感技术。 在对石墨烯橡皮泥进行的多项测试中,研究人员将这种符合材料分别放置在人的胸部和颈部,用来测量呼吸、脉搏和血压。研究结果表明,对于应变式传感器和压力传感器来说,这种复合材料拥有前所未有的灵敏度,是现有传感器的数百倍。 “我们发现,当你将石墨烯和此类极软聚合物组合在一起的时候,它们不仅完全胜任应变式传感器的角色,而且跟目前我们创建的传感器相隔几光年的距离。”Coleman表示:“而且,这些特性事实上和这些柔软的聚合物密切相关。” 另人感到惊讶的是,此前在该领域将石墨烯和低粘度聚合物结合的研究几乎没有。这主要是因为陷入了思维误区,尝试利用石墨烯的柔软特性将材料变得更软。因此在此前尝试的融合中,往往选择了质地坚硬的聚合物,在引入石墨烯之后并未得到预期,甚至某些复合材料反而变得更坚硬了。 尽管有尝试过将石墨烯和柔软的聚合物进行整合,但此前没有将石墨烯嵌入到像橡皮泥这样的柔软聚合物中。      

    时间:2020-04-28 关键词: 石墨烯 医疗技术

  • 可助力氢燃料使用的新型催化剂 将推动清洁能源革命

    可助力氢燃料使用的新型催化剂 将推动清洁能源革命

    氢燃料是化石燃料最有希望的清洁和可持续替代品之一,而廉价、高效的燃料电池和水电解槽将成为氢燃料经济的基石。这些设备依靠电催化剂来工作,因此开发高效低成本的催化剂对于使氢燃料成为可行的替代品将至关重要。 据外媒报道,近日阿尔托大学的研究人员开发了一种新型催化剂材料来改善这些技术。 据了解,氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)是最重要的电化学反应,这限制了氢燃料电池的效率、水电解槽和高容量金属空气电池。 阿尔托的科学家与法国CNRS和奥地利维也纳的研究人员合作,开发了一种新型催化剂,该催化剂比目前其他双功能催化剂更有效地驱动这些反应。通过对催化剂沉积材料的选择,新催化剂的电催化活性会发生显著变化。 领导这项工作的阿尔托研究员穆罕默德·塔瓦科利博士说:“我们希望用由过渡金属、碳和氮等廉价和富含地球的元素组成的高活性、稳定的替代品来取代基于贵铂和铱的昂贵且稀缺的传统催化剂。” 阿尔托团队与CNRS合作,生产了一种高度多孔的石墨烯-碳纳米管混合物,并在其中掺入了其他它已知元素的单个原子,制成了良好的催化剂。石墨烯和碳纳米管分别是单原子厚的二维和一维碳同素异形体,比传统材料有更优异的性能。 据悉,他们开发了一种简单且可扩展的方法来同时生长这些纳米材料,并将其特性组合在一个产品中。在这一步工艺中,他们还可以用氮或钴和钼的单原子掺杂石墨烯,作为生产单原子催化剂的有前途的策略。 与制造单原子催化剂的竞争对手策略相比,阿尔托&CNRS团队使用的方法更简单,一步到位,降低了成本。

    时间:2020-04-27 关键词: 石墨烯 电池 燃料 催化剂

  • 华为P40/P40 Pro手机最全爆料:90Hz屏、徕卡五摄、石墨烯散热

    华为P40/P40 Pro手机最全爆料:90Hz屏、徕卡五摄、石墨烯散热

    这段时间以来华为P40/P40 Pro系列各种爆料、泄露,有靠谱的也有不靠谱的消息,德国Winfuture今晚又来了一份全面的爆料,从外观到配置泄光了,总体来说比其他爆料更可信一些。 首先来看看P40及P40 Pro的规格。 系统方面,P40及P40 Pro使用安卓10底层,没有谷歌GMS。 屏幕方面,P40是6.1寸OLED屏幕,分辨率2340x1080,P40 Pro是6.58寸OLED屏,2640x1200分辨率,90Hz刷新率。 CPU方面,麒麟990 5G处理器没跑了,大核A76核心,最高2.86GHz频率。 散热方面,P40 Pro将用上石墨烯散热技术,P40没有。 内存及闪存,P40及P40 Pro都是8GB内存起,P40是128GB闪存,P40 Pro是128GB/256GB闪存,都支持华为的NM2扩展卡。 拍照方面,P40是5000万像素主摄,RYYB传感器,1/1.9光圈,还有1600万像素超广角、800万像素变焦镜头,支持OIS光学防抖。 P40 Pro则是5000万像素主摄,RYYB穿激光器,F/1.9光圈,4000万像素RYYB传感器视频镜头,还有1200万像素SuperSensing潜望镜镜头,F/3.4光圈,最高50x变焦,还有就是微距镜头及ToF 3D镜头。 前置方面,P40是3200万像素单摄,F/2.2光圈,P40 Pro是3200万摄像头及IR红外镜头。 电池方面,P40是3800mAh,P40 Pro是4200mAh,快充没提到。 尺寸方面,P40是148.9X71.06X8.5mm,重量175克,P40 Pro是158.2x72.6x8.95mm,重量203克,重量控制的倒是不错。 下面是P40 Pro及P40手机的图片,真实度很高了。 华为P40手机外观

    时间:2020-04-24 关键词: 华为 石墨烯 pro p40 90hz 徕卡五摄

  • 无创肿瘤新疗法:石墨烯远红外可抑制癌细胞生长 诱导癌细胞凋亡

    无创肿瘤新疗法:石墨烯远红外可抑制癌细胞生长 诱导癌细胞凋亡

    癌症治疗一直是世界性的医学难题,尽管医学水平随着科技的发展不断进步,但是在复杂的人体环境中对抗癌细胞,仍然存在很多未知领域。 据媒体报道,近日南京医科大学生物医学与基础医学院的胡克和俞婷婷博士团队发现了一种基于石墨烯柔性器件的无创肿瘤新疗法。该研究成果以封面论文的形式刊登在医疗领域前沿期刊《先进医疗》。 据了解,该实验在裸鼠身上进行了实验,结果表明,石墨烯柔性器件辐射的远红外能抑制癌细胞生长,诱导癌细胞凋亡,且无明显副作用。 由于肿瘤细胞是向四周浸润的,边界比较模糊,用传统的手术切除而又无法避免转移、化学或高能放射治疗又是无区别杀伤,易损伤邻近组织器官,具有明显的副作用。 石墨烯非侵入治疗癌症的无创疗法,有望在未来为癌症患者开辟全新的治疗手段。

    时间:2020-04-24 关键词: 石墨烯 癌症 细胞 南京大学

  • 石墨烯掘金者揭秘:手机产业链能否率先“共振”?

    石墨烯掘金者揭秘:手机产业链能否率先“共振”?

    2010年诺贝尔物理学奖颁发之后,石墨烯成为了热门领域,2011年便有很多企业开始做相关产品,但直到2015年,市场上才真正有了一些石墨烯产品。 2月底,小米产业投资部合伙人孙昌旭对外披露,小米已投资从事化学法石墨烯生产的广东墨睿科技有限公司。其还介绍称,墨睿科技是国内唯一一家覆盖从化学法石墨烯制备到高性能导热膜量产的新材料科技企业,这也是小米投资的又一项“黑科技”。 被贴上“石墨烯”、“黑科技”、“国内唯一”等标签后,此前一直默默无名的墨睿科技突然成为业界瞩目的焦点。 墨睿科技为什么能吸引小米的投资?石墨烯导热膜又是怎样的黑科技?3月10日,带着这些疑问,21世纪经济报道独家专访了墨睿科技董事长蔡金明。 蔡金明是低维纳米材料领域的专家,其最早开始研究石墨烯可以追溯到2005年,当时他正在中科院物理研究所攻读博士。需要了解的是,石墨烯在2004年才被英国的两位科学家发现,他们也由此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。 后来,蔡金明于2008年到美国橡树岭国家实验室做访问学者,又于2009年至2014年到瑞士联邦材料科学与技术研究所攻读博士后,这期间,都一直专注于石墨烯的研究。 而2015年10月成立的墨睿科技,则是蔡金明以“海归”身份回国后进行的一次技术转化大探险。 将石墨烯变为产品 石墨烯从发现至今已有十几年历史,早已不是什么新鲜事物,但在蔡金明看来,2015年才是石墨烯的发展元年。 看到石墨烯产生经济效益,也大大坚定了蔡金明创业的决心。其2014年从瑞士回国后,便开始在国内调研,“我已经研究了近10年的石墨烯,想要把它从实验室转化为产品”,在经过一年的筹划后,墨睿科技诞生。 从未在企业工作过的蔡金明,还找了一位联合创始人。现任墨睿科技总经理的赵宏钟,是蔡金明的发小兼高中同学,此前一直在政府部门工作。公司成立后,二人分工明确,蔡金明负责技术,赵宏钟则负责企业管理。 墨睿科技近5年的发展历史中,有两个非常关键的节点:首先是2016年10月份,跟东莞市道滘镇政府合作设立道睿石墨烯研究院;其次是2018年12月份,和云南云天化集团联手启动了石墨烯导热膜生产线项目。 蔡金明告诉21世纪经济报道,墨睿科技刚成立的时候,主要精力都放在如何批量化生产石墨烯的研究上,真正开始进行石墨烯的应用研究,是在2017年即道睿石墨烯研究院成立之后,并且定下了热管理、新能源、先进复合材料以及生物大健康四个应用领域。 目前,石墨烯规模化生产主要有两种方式,分别是机械法、化学法。其中,机械法主要是通过研磨、超声等物理手段把石墨烯从石墨中剥离出来,化学法则是利用强氧化剂均匀插入石墨层间,通过膨胀把石墨烯一层层分离出来。 从产出结果来看,机械法石墨烯层数多、不均匀、性能一般,但因为这种方式技术门槛低,所以成本也更低,现在市场上大多数石墨烯产品都是这一类型。而化学法石墨烯虽然层数少、均匀性高、性能好,但对量产技术要求非常高,所以能生产的企业数量也非常少。 2018年10月,蔡金明在参加一次人才交流活动时,意外发现了云南云天化集团的子公司——瀚恩新材料公司拥有一套完整的人工石墨生产线,而这也是石墨烯导热膜的生产设备。 当时,蔡金明就对这家公司进行了详细了解,并表达了合作意向。同年12月,墨睿科技与云天化瀚恩签订了战略合作框架协议,次年5月,双方成立合资公司,开始化学法石墨烯导热膜的生产。 与云天化的合作,在蔡金明看来是一次机缘巧合,但也正是凭借这份机缘,墨睿科技才有了“全国唯一”的标签。 蔡金明告诉记者,其他做化学法石墨烯导热膜的企业,都只能做导热膜生产这单一环节,石墨烯原料还需要从外部采购。而墨睿科技通过与云天化的合作,已经实现了从化学法石墨烯制备到导热膜烧结以及后续模切的全产业链规模化生产。 不仅如此,墨睿科技的石墨烯导热膜生产线就在专门的化工园区内部,可以和云天化传统的化工产业实现循环经济,大幅降低环保投入及生产成本。 “云天化生产的浓硫酸,是石墨烯制备的原材料,而石墨烯生产所产生的稀酸,云天化又能作为原料用于化工生产”,蔡金明表示,如果在其他地方生产,这些废液则需要找专门的环保公司来处理。 智能手机的刚需 目前来看,在墨睿科技制定的几个石墨烯应用方向中,导热膜是跑得最快的。这主要得益于近几年,以智能手机为代表的消费电子产品的性能在不断提升,尤其是随着5G时代的到来,产品对散热的需求也进一步增加。 而石墨烯的导热性能,现在业已被证明是所有单一材料中最好的。2018年10月,华为在其发布的Mate 20 X中首次引入了石墨烯散热技术,也由此拉开了石墨烯在智能手机应用的大幕。 蔡金明告诉21世纪经济报道,在石墨烯散热技术被应用之前,智能手机都是采用人工石墨片进行导热。但人工石墨片的原材料是聚酰亚胺膜,一方面,该材料需要进口,成本较高,另外一方面,聚酰亚胺膜制备的人工石墨片的厚度目前最高能达到40微米,如果想再加厚,只能通过多层叠加,导热效果也会受到影响。 而石墨烯与人工石墨片相比,原材料可以全部实现国产化,不再需要进口,与此同时,石墨烯的导热性能更佳且厚度可定制。如单层的石墨烯导热膜和多层人工石墨片的导热性能就差不多,但成本更低且还有提升空间。 在同等性能下,石墨烯的价格更便宜,在同等价格下,石墨烯的性能更好。正是这一高性价比引发产业链“共振”——正是手机厂商之间进行竞争最亟需的东西。 IDC报告显示,2019年全球手机出货量13.71亿部,其中,中国的手机出货量约为3.7亿台。随着5G手机渗透率的提高,IDC预计石墨烯导热膜的市场规模在两到三年内可达到23亿美元。 蔡金明预计,到2022年,墨睿科技光导热膜项目的净利润可达到2.5亿元左右。除此之外,墨睿科技在其他应用方向上也会不断迭代新产品,如石墨烯导电剂、石墨烯面膜都是其正在发力的领域。

    时间:2020-03-13 关键词: 手机 产业链 石墨烯

  • 半透明钙钛矿电池前景

    半透明钙钛矿电池前景

    随着对太阳能电池的需求持续增长,消费者现在正寻求不那么突兀的方式,将其应用到建筑和汽车中。在科技的发展道路上,离不开能源的助力,特别是再科技飞速发展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人员不断开发新能源,这就再当下最需要研发太阳能的使用。 透明或半透明电池比标准的不透明硅太阳能电池提供了更大的柔软性和视觉吸引力,然而,它们相对较高的成本和较低的效率意味着它们的应用一直比较缓慢。 为了解决这一问题,香港理工大学(理大)的研究人员研制出一种采用石墨烯电极的半透明、高效、低成本钙钛矿太阳能电池。 第一代硅太阳能电池由于其高稳定性和高效率的能量转换,多年来一直是光伏能源转换的支柱,但其不透明性和成本意味着,现代建筑和汽车应用正在积极寻找替代能源。 薄膜PVs(第二代太阳能电池)重量轻、柔软,但价格昂贵,因为它们是由稀有材料制成的,结构复杂,需要高温生产过程。 现在,利用薄膜钙钛矿等材料,第三代太阳能电池正在开发中,有望在不久的将来用于商业用途,具有更高的功率转换效率、更简单的制造工艺和更低的成本。 在这方面,理大研究人员以半透明钙钛矿为电极,并以石墨烯为电极,研制出他们自己的第三代太阳能电池。 石墨烯非常薄,但具有高导电性和低成本,是半透明太阳能电池的理想选择,因为它允许光线从两侧被吸收。 因此,研究人员设想这些设备可能用于窗户、百叶窗和建筑屋顶表面,从而增加收集太阳能的可用表面积。 理大太阳能电池的转换效率约为12%,比一般的透明及半透明太阳能电池表现更佳。 生产成本低于每瓦0.50港元(合0.06美元)的潜力,也意味着传统硅太阳能电池的成本可以节省50%以上。 虽然石墨烯已存在十多年,本身就是一种高效率的导体,但理大的研究人员决定进一步提高石墨烯的导电性,以满足他们的特定要求。 为了做到这一点,石墨烯被涂上了一层PEDOT:PSS导电聚合物(聚(3,4-乙二氧基噻吩)聚苯磺酸酯)的铜绿——KAIST的科学家们最近在可织LED纤维的生产中使用了相同的成分——在层压过程中也起到了钙钛矿的粘附层的作用。 为了提高功率转换效率,研究人员发现,通过化学气相沉积的方法将石墨烯分层制成透明电极,电极的片状电阻进一步降低,而电极的特殊透明性得以保留。 最后,通过提高顶部石墨烯电极与钙钛矿薄膜空穴传输层之间的接触程度,进一步提高了器件的性能。 研究人员表示,由于石墨烯极具弹性,加上细胞制备简便,理大的装置可直接印刷或采用辊对辊工艺进行大规模生产。 相信再过几年到几十年,当人类利用太阳能的技术很成熟的时候,这样就有了无穷尽的能源供给社会的使用,再当下就需要研究者更加努力研究新技术。通过这种方式,半透明太阳能电池很可能会在目前还没有传统不透明设备提供服务的市场上提供更多的光伏板。

    时间:2020-03-09 关键词: 石墨烯 太阳能电池 钙钛矿电池

  • 太阳能电池领域的石墨烯

    太阳能电池领域的石墨烯

    无处不见太阳能产品,当然,最重要的还是太阳能发电,但是目前的技术并不能让人们很好利用太阳能发电。中国要实现在太空中建造一座兆瓦级太阳能发电站,将面临很多前所未有的挑战。为了实现这一远大目标,中国已经在重庆建立了测试设施,并为该项目拨款80亿美元的空间探索预算,这一规模快要追平美国的资金投入。 为什么中国要坚持这项庞大工程的建造?这是因为太空电站如果完全投入运行,则能向地球提供源源不断的能源,缓解国内的资源紧张局面。尽管项目设想目前还处于初期阶段,中国科学家已经开始很多具体问题的探索了。比如太阳能发电站重量约有1000吨,将所有设备送入太空中是巨大难题;大气微波辐射对电站有无影响;现有的材料技术能否为太空设施提供帮助等。由此可见,中国为了争夺太空资源,也是不遗余力。 许多热衷于太阳能研究的科学家,感兴趣的是用太阳能电池直接发热。目前技术生产的太阳能电池是在一块很薄的硅片下,放一块更薄的浸过硼的硅片,可以将太阳能直接变成电能。光线照在上层,使电子迁移到下层,这就在两层之间产生电压差。 我们所知的把硅变为单晶硅,制造成本极高,只在一些特殊情况下,因为使用方便,可以忽视价格因素。太阳能发电站使用太阳能电池供电,可以想象到制造成本有多高。若能出现成本低廉,性能优异的新材料来替代硅片是极有利的事情。 众所周知,石墨烯作为黑金材料在航天、能源、材料学等方面有着广泛的应用前景,被视为未来的革命性材料。如今,石墨烯已在很多领域被广泛应用,又因其安全性高、绿色环保、续航能力强的优势,成为极好的电极材料。石墨烯良好的导电导热性能已被科学家开发出来,相关技术已经趋向成熟,相关产品实现量产化。若将石墨烯替代传统的硅片,应用在航天领域,可以节约资源和成本。 如果计划顺利施行,中国的空间太阳能电站预计2030年完成建造并投入运行。随着时间的推移,新材料石墨烯在技术方面会有更多突破。若下一步在天空建造更大的千兆级太阳能发电站,或许比如今更为方便了。相信再过几年到几十年,当人类利用太阳能的技术很成熟的时候,这样就有了无穷尽的能源供给社会的使用,再当下就需要研究者更加努力研究新技术。

    时间:2020-03-09 关键词: 石墨烯 太阳能电池 传统硅片

  • 加了石墨烯的钙钛矿电池

    加了石墨烯的钙钛矿电池

    石墨烯作为一种新型特种材料被广泛用于和各种新材料并用开发,前两年SNEC大会曾专题讨论石墨烯在光伏产品中的应用。在科技的发展道路上,离不开能源的助力,特别是再科技飞速发展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人员不断开发新能源,这就再当下最需要研发太阳能的使用。腾晖曾研究石墨烯提高晶硅电池导电银浆,正信光电特有的石墨烯涂层(纳米技术)太阳能组件具有自清洁特性,亚玛顿成立了专门的石墨烯研究院。 最近,意大利研究人员在钙钛矿电池中的电子选择层中添加了石墨烯,不仅提高化学稳定性,还将钙钛矿/晶硅异质结电池的转化效率提高到26.3%。 这种新型异质结电池兼具有薄膜钙钛矿生产工艺和硅基异质结电池的性能。双端结构让电极数量更少,减少了电池本体吸收损失的光,比四终端电池的生产成本更低。 科学家们在钙钛矿电池中使用的二氧化钛(TiO2)电子选择层中添加了石墨烯,石墨烯薄片沉积在二氧化钛前驱体和二氧化钛纳米粒子溶液上。少量的石墨烯薄片掺杂已证明足以在不改变整个电池光吸收的情况下改进了电荷传输,提高电池的光电性能。 研究小组表示,他们没有使用传统的甲基铵碘化铅(MAPbI3)钙钛矿,而是选择了混合阳离子、混合卤化物钙钛矿,从而获得最佳的光学带隙和改进的稳定性。 研究人员采用“机械方法”堆叠两个子电池,分别制造和优化两个终端电池。经过优化的、双面介观钙钛矿电池,通过在两个子电池之间的接触区域施加大约1公斤/厘米2的压力,机械地堆积在硅底电池上。 再采用磁控溅射法在空穴选择层上沉积氧化铟锡对电极,并作为顶电池的后接触电极。研究人员声称已经找到了理想厚度的对电极,能减少反射光损耗。 这两个电池的有效耦合,确保了成品电池75.6%的高填充系数。这种优化的、双面钙钛矿太阳能电池用做晶硅异质结底电池的串联顶部电池,在1.43平方厘米的有效面积内,反向电压扫描模式功率转换效率达到26.3%,正向电压扫描模式功率转换效率为25.7%,并最终稳定在25.9%。 此前IMEC曾在0.13平方厘米的钙钛矿/ IBC晶硅异质结电池上获得27.1%的转化效率,显然这次的电池面积更大。对于钙钛矿薄膜电池,最大的挑战就是在大面积上实现高效率,全球能把钙钛矿电池效率做到23%以上的团队寥寥无几。 研究人员认为,石墨烯改善了钙钛矿电池的性能,而异质结晶硅电池结构的背部非晶膜允许增加张力。目前太阳能还未能更好被人类利用,需要科研人员不断努力,研究出更高效地产品,这样才能保证我们人类的能源够人类发展所需。

    时间:2020-03-05 关键词: 石墨烯 光伏技术 钙钛矿太阳能电池

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