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在世界范圍內首次我國研究人員制備出單層石墨烯納米帶

2019/3/28編輯:Ma Liang 人氣:2176

[導讀]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。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。 英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

27日,記者從天津大學了解到,該校封偉教授團隊通過含氟自由基切割單壁碳納米管,在世界范圍內首次制備出單層石墨烯納米帶,所申請的國際專利也于近日獲得授權。這是中國科學家首次通過一步法獲得單層石墨烯納米帶,其作為原電池正極材料能量密度較進口產品可提升30%。

氟化碳是目前世界上理論能量密度最高的原電池固態正極材料。封偉告訴記者,西方發達國家一直將高能量氟化碳制備視為核心技術,嚴禁技術輸出和公開交流。“目前國內廣泛使用的氟化碳材料主要依賴國外進口,嚴重制約了我國相關領域的科學研究和產業發展。”

不過,受自身結構限制,當前國際主流的氟化碳材料也有痛點——它難以實現“能量密度高”和“功率密度高”的兼顧。2008年,封偉團隊率先提出開發具有獨特結構的新型氟化碳材料,以實現能量密度和功率密度的“雙高”。歷經十余年攻關,團隊顛覆了現有的基于石墨烯六元環結構的共價型氟碳結構,在國際上率先研制出兼具高電壓和高容量的結構型氟化碳材料。經實驗室實測,這一新材料能量密度達到2738Wh/kg,比國外同類產品高30%,達到國際領先水平。同時,它能在超大放電電流條件下穩定工作。據測算,其成本相比進口材料能大幅度降低。“這標志著我們突破了發達國家長達數十年的技術封鎖。”封偉說。

目前,團隊已經實現了新型氟化碳材料的穩定小批量生

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(來源: 科技日報 )

標簽:納米管,制備,儀器

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