鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2531次 | 2020年04月03日
石墨烯電池利用環(huán)境熱量自行充電
石墨烯電池利用環(huán)境熱量自行充電
這是一個(gè)有趣的創(chuàng)意,用于制作電池。水溶液中離子的熱運(yùn)動(dòng)是巨大的,室溫下達(dá)每秒幾百米。但很少有人研究這一過(guò)程,也沒有人研究它可能產(chǎn)生電流。進(jìn)行這一研究的徐子涵(ZihanXu)是香港理工大學(xué)(HongKongPolytechnicUniversity)的,他和幾個(gè)同伴不僅研究這個(gè)過(guò)程,而且似乎也掌握了。
石墨烯電池在飽和氯化銅溶液中,時(shí)間(小時(shí)、天數(shù))和產(chǎn)生電壓的關(guān)系。來(lái)源:香港理工大學(xué)
這些家伙已經(jīng)制成電路,其中包含LED,用電線連接到帶狀石墨烯。他們只是把石墨烯放在氯化銅(copperchloride)溶液中,進(jìn)行觀察。果然,LED燈亮了。實(shí)際上,他們需要6個(gè)石墨烯電路,形成串聯(lián),這樣就可產(chǎn)生所需的2V,使LED燈發(fā)亮,就可以得到這個(gè)圖片。
徐子涵和同事說(shuō),這里發(fā)生情況就是這樣。銅離子具有雙重正電荷,穿過(guò)溶液的速度約每秒300米,這是因?yàn)槿芤涸谑覝叵碌臒崮芰?。?dāng)離子猛烈撞入石墨烯帶時(shí),碰撞會(huì)產(chǎn)生足夠的能量,使不在原位的電子離開石墨烯。這些電子有兩種選擇:可以離開石墨烯帶,和銅離子結(jié)合,也可以穿過(guò)石墨烯,進(jìn)入電路。
原來(lái),流動(dòng)的電子在石墨烯中更快,超過(guò)它穿過(guò)溶液的速度,所以電子自然會(huì)選擇路徑,穿過(guò)電路。正是這一點(diǎn)點(diǎn)亮了LED燈釋放的電子更傾向于穿過(guò)石墨烯表面,而不是進(jìn)入電解液。我們的設(shè)備就是這樣產(chǎn)生電壓的,徐子涵說(shuō)。
因此,這個(gè)裝置產(chǎn)生的能量來(lái)自周圍環(huán)境的熱量。這些家伙說(shuō),他們可以提高電流,只需加熱溶液,也可用超聲波加快銅離子。他們甚至聲稱,只依靠周圍熱量,就可以使他們的石墨烯電池持續(xù)運(yùn)行20天。但是,還有一個(gè)重要的問(wèn)號(hào)。另一個(gè)假設(shè)是某種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,就像普通的電池。
然而,徐子涵和同事說(shuō),他們排除了這一點(diǎn),因?yàn)檫M(jìn)行了幾組控制實(shí)驗(yàn)。然而,這些是在一些補(bǔ)充材料中介紹的,他們似乎并沒有放在arXiv網(wǎng)站上。他們需要公開這些,要趕在別人做出嚴(yán)肅聲明之前。從表面價(jià)值來(lái)看,這看起來(lái)是一項(xiàng)非常重要的成果。其他人也在石墨烯中產(chǎn)生過(guò)電流,但只是讓水流過(guò)它,所以這并不真的使人吃驚,移動(dòng)的離子也可以產(chǎn)生這樣的效果。這預(yù)示著清潔的綠色電池,只依靠環(huán)境熱量驅(qū)動(dòng)。徐子涵和同事說(shuō):這代表著一個(gè)巨大的突破,研究的是自驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
我們希望他們是正確的。但至少在目前,人們還仍然無(wú)法下結(jié)論。