石墨烯興起 開拓能源存儲新疆域

 

刊登日期:2014/5/26
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呂錫民 編譯

一、前言
石墨烯,於2004年在英國曼徹斯特大學實驗室第一次被製造出來,具有一單層碳原子排列成蜂窩狀的晶格結構。該材料的廣泛應用已被企望甚久,目前已經預測到的特性為具有良好的載子遷移率和優於鋼材的機械強度及高熱傳導等特性,另外還伴隨著材料世界中一些前所未見的奇特物理現象。

在未發現石墨烯具體存在之前,科學家們最主要的障礙在於找到生產這種碳薄膜的方法。經過Geim和Novoselov教授的多年研究,經由一項稱為“透明膠帶技術”的方式,讓石墨烯的發現終於有所突破。該研究小組係使用透明膠帶先後從大塊石墨層層剝落,直到僅剩一單一原子層為止。利用此方法成功隔離出第一片石墨烯,更重要的是,其的確可用來展示各種有趣的物理現象,如量子霍爾效應。而此次在物理學上的豐富戰果也讓Geim和Novoselov贏得了2010年的諾貝爾物理學獎。從首次發現到獲得諾貝爾獎的時間極其短暫,也意味著石墨烯潛在應用的即將到來。另一項驚喜則是石墨烯還可望在能源領域發展出許多面向的應用,而這也是本文將說明的重點。

二、石墨與石墨烯電極特性
隨著新的石墨電極和電池材料等新聞的不斷出現,石墨烯在電池上的應用可能性也隨著科學家們的新發現而變得更為明確。一般來講,石墨電極的理想應用場合為透明、高導電性和撓曲的表面,例如,可撓式太陽能電池或可撓式移動設備等。

在多年前,西北大學的工程師已經證實,石墨烯應用在電極材料對能量的持有性要比 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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