石墨烯的優(yōu)勢(shì)是什么?
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性,在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的運(yùn)用前景,被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。
石墨烯的幾個(gè)明顯優(yōu)勢(shì):
石墨烯在實(shí)踐運(yùn)用于非碳材料時(shí),是一種有利的碳基材。它運(yùn)用簡(jiǎn)略,比表面積大,使得在其表面實(shí)現(xiàn)其他活性成分的雜交和均勻分布更加簡(jiǎn)略,這也極大進(jìn)步了這些成分的運(yùn)用率。此外,運(yùn)用石墨烯在兩個(gè)活性粒子甚至是整個(gè)電極間構(gòu)建互聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也是垂手可得。這樣的網(wǎng)絡(luò)有助于進(jìn)步電極的循環(huán)安穩(wěn)性。
經(jīng)過(guò)在設(shè)備中運(yùn)用石墨烯替代傳統(tǒng)碳材料,能實(shí)現(xiàn)高體積能量密度。石墨烯為高體積能量密度設(shè)備的拼裝供應(yīng)了潛在處理方案。
柔性石墨烯有望制造柔性儲(chǔ)能設(shè)備。運(yùn)用石墨烯及其組件可以制備出具有高度柔韌性的集流體,為我們供應(yīng)了一種取代脆性金屬集流體的方法。此外,運(yùn)用石墨烯還能制備出集成柔性電極,有助于處理在反復(fù)曲折進(jìn)程中集流體活性材料分別的問(wèn)題。
石墨烯既高度導(dǎo)電又通明。因此,它作為太陽(yáng)能電池材料具有很大的潛力。通常情況下,太陽(yáng)能電池運(yùn)用硅,當(dāng)光子碰擊材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生電荷,然后開(kāi)釋出一個(gè)自由電子。硅只會(huì)開(kāi)釋一個(gè)電子,每個(gè)光子擊中它。研討表明,石墨烯可以為每個(gè)擊中它的光子開(kāi)釋多個(gè)電子。因此,黑龍江石墨烯在轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能方面或許會(huì)好得多,估量功率可達(dá)60%,而現(xiàn)在的硅電池所能到達(dá)的功率大約為25%。
石墨烯即使得到出產(chǎn),估量也不會(huì)以樸實(shí)的粉體狀存在,由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)安穩(wěn)化處理的石墨烯有或許重新團(tuán)聚成石墨(片)。所以,現(xiàn)在的研討重點(diǎn)是物理或在弱的化學(xué)條件下剝離石墨并構(gòu)成安穩(wěn)的石墨烯松散體系。
物理松散法一般松散才能有限,化學(xué)松散法盡管松散才能強(qiáng),但是一般會(huì)導(dǎo)致共軛片層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)缺點(diǎn),相比較而言,非共價(jià)鍵修飾的官能團(tuán)是一個(gè)較好的方法,依據(jù)范德華力和π-π相互作用,可以在石墨烯表面接枝比較好的高分子,這樣可以避免產(chǎn)生缺點(diǎn)及損壞片層表面的共軛結(jié)構(gòu)。