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石墨烯一周要闻综述(截至20180901)


来源:中国粉体网   平安

[导读]  扬州一能源科技企业与湖南大学合作研发出石墨烯铅炭储能电池,无论是续航能力还是综合指标,都远远超过传统的铅酸电池,这一超级电池已进入试用阶段,今后运用到电动汽车中,有望将其续航里程提升一倍。

中国粉体网讯

【制备篇】


涓滴石墨烯:一种可在工业上大规模制造石墨烯的经济生产机制

美国芝加哥Illinois大学(UIC)和SunEdison半导体公司的研究人员开发了一种工艺流程,称为“碳自由基的晶界扩散”,用于有效地在任何半导体或绝缘固体衬底上进行石墨烯的无迁移生长。在这里,甲烷(或其他碳源)分子在真空和加热炉中与衬底上沉积的金属解离。甲烷解离产生的碳自由基通过金属的晶界扩散,然后在金属和底层衬底的界面上形成石墨烯。这种生长策略适合用于工业应用中大规模石墨烯的生产。


涓滴石墨烯

激光诱导制备石墨烯纸

北航罗斯达教授团队以多孔聚酰亚胺纤维聚合薄膜(PI纸)为碳源,CO2为激光源,首次利用先进激光诱导石墨烯技术(Laser Induced Graphene, LIG)制备出无基质的大尺寸石墨烯纸。本研究提出的激光诱导石墨烯纸技术及其低成本大面积制备、性能调控与优化与多功能应用可为宏观石墨烯材料与结构的大规模制备与商业应用带来一定的指导性思路与科学意义。

    

石墨烯纸的先进激光连续制造及多尺度形态加工

石墨烯在多晶衬底晶界附近如何生长

浙江大学石墨力学实验室(LogM)的一个研究小组在《NANO》上发表了一篇论文(“化学气相沉积法生长石墨烯畴跨越铜晶界”) ("Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene Domains Across the Cu Grain Boundaries"),论文展示了催化衬底的形态结构是如何影响石墨烯生长的。这对石墨烯制备方面提供了更多的指导,尤其对于合成高品质的石墨烯具有重要意义。

石墨烯单晶在Cu晶粒边界附近生长的示意图

石墨烯的“兄弟”——硼烯在制备方面获重要突破

在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项项目“半导体二维原子晶体材料的制备与器件特性”的支持下,中国科学院物理研究所吴克辉、陈岚研究员等深入开展硼烯薄膜的制备研究。他们采用单晶Al(111)作为基底,通过对生长参数的精确调控,成功制备出蜂窝状结构的硼烯薄膜。该工作实现了平面六角蜂窝状结构的硼烯的制备,同时该工作也为进一步研究硼烯中可能存在的奇异电子特性奠定了基础,为实现基于硼烯的电子器件提供了诱人的前景。


硼烯在银表面的结构示意图


【应用篇】


扬企研发出石墨烯超级电池

扬州一能源科技企业与湖南大学合作研发出石墨烯铅炭储能电池,无论是续航能力还是综合指标,都远远超过传统的铅酸电池,这一超级电池已进入试用阶段,今后运用到电动汽车中,有望将其续航里程提升一倍,达到600多公里。根据理论测算,相比普通铅酸电池,石墨烯铅炭储能电池的循环寿命提高了6倍、充电速度提高了8倍、放电功率提高了3倍,同时最关键的,它还具有成本低等优势。目前,这种新型石墨烯铅炭储能电池技术已通过专家多轮评审与论证,并进入试用阶段,试用范围主要包括电网、电站等领域。


石墨烯气凝胶在燃料电池中首次成功应用

利用石墨烯气凝胶良好的导电性能,优异的机械性能,高催化剂负载性能和超轻的质量,用石墨烯气凝胶替代传统燃料电池中的两个重要组建——电极板和气体扩散层,大大降低燃料电池重量的同时将燃料电池的质量功率密度提升了3倍。石墨烯气凝胶具有特殊的选择吸附性,即使将12M的甲醇存储在气凝胶中,甲醇也几乎不会穿过质子交换膜。此外,石墨烯气凝胶还起到了燃料存储的作用,使得该燃料电池在无需持续输送甲醇的情况下维持运行,从而省去了外接甲醇存储装置和复杂的燃料循环系统,并降低了制作成本。

超薄石墨烯能制造人工视网膜

来自美国德克萨斯大学和韩国首尔国立大学的研究人员利用石墨烯、二硫化钼、黄金、氧化铝和硝酸硅的组合,构造了一种比现有模型更好的人工视网膜,可以帮助数百万名眼疾患者再度恢复视力。基于实验室研究和动物个体分析,研究人员确定他们构造的这种新型人造视网膜具有生物适合性,并且能够模拟人类眼睛特征,同时,它能够更好地匹配自然视网膜尺寸。


石墨烯在新概念电池中的应用



【产业篇】


国内首条物理法石墨烯生产线投产

近日,大同墨西科技有限责任公司国内首条物理催化法石墨烯生产线投产运营。物理法石墨烯生产技术是大同墨西科技公司拥有独立自主知识产权的核心技术,其生产线设备全部由国内企业配套供应,是名副其实的“中国造”。年生产能力可达10吨,产品覆盖石墨烯粉体材料所有规格,可以实现连续生产,可以根据用户需求定制石墨烯粉体材料,整个生产过程绿色环保无污染。

广西鹿寨县力促石墨烯产业集聚发展

今年以来,广西柳州市鹿寨县正大力打造石墨烯产业应用示范基地,旨在进一步加快石墨烯产业应用项目落地,力促石墨烯产业集聚发展。石墨烯产业应用示范基地项目总投资14亿元,将规划建设石墨烯新材料车辆应用研究院、石墨烯新材料产业园区等。目前,基地已有4个石墨烯项目入驻。其中,云亭紫荆改性石墨烯EPS制品项目已投产。


【政策篇】


河北辛集市高度重视石墨烯产业发展

近日,北京石墨烯研究院院长、中国科学院院士刘忠范、副院长张锦、首席战略顾问许莉一行莅临河北省辛集市考察调研,刘忠范院士作了题为《石墨烯产业:机遇与挑战》的报告,就石墨烯产业现状、面临的挑战和未来发展前景进行深入剖析,与参会企业就石墨烯制备等问题进行现场互动。刘忠范院士在报告中指出,要把辛集作为一个试点,探索一条可借鉴的“政产学研用”新路。辛集市委书记邸义希望刘忠范院士能够与辛集市开展多层次、宽领域、全方位的合作,促进一批发展前景好、带动能力强的重大科研项目落地。

首批石墨烯测试方法国家标准通过审查

日前,全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会在常州西太湖科技产业园举行《纳米技术氧化石墨烯厚度测量原子力显微镜法》国家标准审查会。这项标准是我国第一批进入审查阶段的石墨烯测试方法国家标准,也是第一批由我国原始创新的石墨烯国家标准,具有历史里程碑的意义。该项国家标准的审查和发布,将为氧化石墨烯产品指标提供检测依据;为我国石墨烯产业的健康发展提供更强有力的保障;填补国内外石墨烯相关标准领域的空白。

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