最近,有一個視頻特別火,電動汽車上高速公路時,它的耗電量大幅增加,導致每200公裡就要充一次電,而且充滿一次電所消耗的時間又特別長。如果你開的是一輛配備了最新石墨烯電池的新型電動汽車,那麼這個問題將會得到解決。你一個上廁所的時間,它就已經充滿電了。
科學家說,石墨烯為電池提供超級動力,它將使得電動汽車充電更快、動力更足、成本更低,並且它可能讓人類完全擺脫對化石燃料的依賴,從而減少對地球環境的破壞。更驚人的是,這些神奇的石墨烯電池有可能在明年就開始上市。
快速充電並不是石墨烯的唯一優點。與傳統的鋰離子電池相比,石墨烯的壽命增加了50%,而碳足跡排放也減少了25%。更重要的是,同樣的輸出所需的重量也減少了一半,這為電動飛機領域開闢了一條新的道路。從本質上講,石墨烯可以在推動可持續的電力未來方面發揮核心作用。
在過去的幾十年裡,電池製造商開始使用鋰來製造電池,因為它的電能容量非常高。但鋰有兩個關鍵的問題:鋰的導電性較差,並且它在放電的時候容易產生物理變形,最終會發生開裂。解決這兩個問題的辦法是在鋰上覆蓋石墨烯或其相關納米材料,如石墨烯氧化物和還原石墨烯氧化物。石墨烯具有很高的導電性,並且它是剛性的,可以幫助鋰保持形狀。
事實上,由於石墨烯電池充電的電流更強大,所以它充電的速度更快,但是它帶來的損耗速度也更快。雖然損耗更快,但由於石墨烯的堅固性賦予它更多的充放電循環,它會比傳統電池的壽命更長久。在未來,石墨烯電池可能會被應用到幾乎所有領域。
從更大的意義上說,石墨烯在2004年首次分離出來。為什麼現在要把它放到所有東西上呢?在過去的15到20年裡,基本上整個儲能界都在討論如何製造優良的納米複合材料,如何使矽石墨烯陽極具有期望的性能。所以,最近幾年,製造石墨烯變得更容易了,而且現在還有其他基於石墨烯的納米材料,比如氧化石墨烯。
換句話說,多年來,石墨烯一直處於「即將徹底改變世界」的狀態。當然,自石墨烯被發現以來,一直有炒作推動著它的發展,並維持著人們對它的興趣。它被吹捧為一種無限電力的來源,甚至是一種立即淡化海水的方法。
簡而言之,圍繞石墨烯的炒作掩蓋了它的未來。將納米材料的實際用途與最終無法實現的善意努力區分開來是困難的。但是,我們需要以某種方式整頓我們的環境行為,如果我們想要延緩氣候變化帶來的破壞性影響,那麼我們最終可能需要一兩次碰運氣的機會。即使石墨烯支持者所說的一小部分是可實現的,它也將成為對抗化石燃料的寶貴武器。