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喜大普奔 | 西北大学石墨烯研究与产业化取得多项突破 !

2016-11-16 西北大学宣传部 西北大学


如果电池容量增加60-70%,体积缩小2/3,我们的生活会发生哪些改变?

这意味着手机更薄、待机时间成倍增加,电动车续航能力超过300公里,电动汽车的全面普及或将实现。

11月12日,记者从西北大学石墨烯制备技术与产业应用课题组了解到,团队在石墨烯研究与产业化中的多项突破,使之成为可能。

太阳能电池导电银浆料产业化实验室锂电实验室 


 

突破一 :开发高振实密度银粉材料

在西北大学光电技术与纳米功能材料实验室,记者看到一块太阳能电池板,正在初冬的阳光下工作。课题组负责人王惠教授介绍,这块太阳能电池板正面电极,正是使用了团队开发的石墨烯高振实密度银粉而制成。该技术制备的银粉材料具有球形度高、分散性好、粒度均一、振实密度高、导电性能优越等特点。早在2010年,课题组就成功开发出国内外市场急需的太阳能电池正面电极用高振实密度银粉材料,并通过小试、中试以及工业放大等过程。目前,又在其基础上开发出振实密度接近6g/cm3的银粉材料,达世界先进水平。该银粉材料可大大提升太阳能光伏电池转换效率,降低成本。


突破二 :批量制备高质石墨烯

大规模制备高质量、大尺寸、低成本的石墨烯是产业化的最大瓶颈。课题组通过“化学氧化-还原法”,以天然石墨为原料,实现了高性能石墨烯批量制备,批产量达到公斤级,解决了石墨烯制备工艺复杂、能耗高、产率低等缺点,为实现石墨烯大规模和低成本制备提供了基础。



突破三:研发提高了锂电池性能

锂离子电池电极是石墨烯目前获得应用的一个重要领域。通过引入石墨烯技术,锂离子电池可同时满足电动汽车领域对能量密度和功率密度的要求。截至目前,课题组完成了批产量500公斤的石墨烯改性石墨锂电负极材料的工业化放大试验,产品性能达到了国标高性能石墨负极材料指标。同时,实验室制备出多种超过1000mAh/g(毫安时每克,质量比容量单位)石墨烯锂电池负极材料,与国际研究同步。


2016年6月16日,陕西省省长胡和平一行来我校调研,在陕西省石墨烯重点实验室仔细询问技术研发、成果应用等情况




石墨烯作为21世纪最受关注的新材料,具有广泛的应用前景,是当前国内外研究热点和竞争焦点。王惠介绍,我省相关研究起步早,与世界先进水平同步。同时,陕西拥有大量优质天然石墨资源,具备发展石墨烯产业的良好基础。当前,亟待完成的是将实验室技术尽快转化为商业可用的产品,占据产业链前端。课题组正在积极搭建平台,推动克容量接近或大于500Amh/g的石墨烯锂电池负极材料在我省尽快产业化。




拓 展 阅 读



黑金新材料之王将彻底改变21世纪的材料开启“碳时代”最薄的纳米材料最坚硬的纳米材料硬度高、透光率好、导热性能好,电阻率低 

不管你用哪种搜索方式,当输入“石墨烯”,都会出现很多对它的“盛大赞誉”。这是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料……

在2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈•海姆教授和康斯坦丁•诺沃肖洛夫教授通过一种很简单的方法从石墨薄片中剥离出了石墨烯,为此他们二人也荣获2010年诺贝尔物理学奖。


>>>石墨烯长这样

·石墨烯是由碳原子紧密排列而成的蜂窝状结构的二维材料,看上去近似一张六边形网格构成的平面。


·当石墨被剥离至单层,仅有一个碳原子的厚度时,这层石墨片就是石墨烯。它的厚度只有0.34纳米。



>>>小薄片却有大特长

·石墨烯独特的物理结构使得它稳定性强,受外力冲击可通过变形来维持稳定

·是最薄的材料也是最强韧的材料如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,重量不足1毫克,却可以承重一千克。

·它超强的导电性能使石墨烯被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。


>>>应用潜力巨大

·它在电子、航天军工、生物、新能源、半导体等领域有着广泛的应用潜力,成为国际上的研究热点和竞争焦点。

·未来,石墨烯将类似碳纤维,在航空航天等某个特定领域必不可少;类似塑料广泛运用于各种产品;替代硅材料,发展出新一代电子芯片,由此从“硅时代”进入“碳时代”。




11月15日出版的《陕西日报》在其头版位置

报道了西北大学石墨烯研究与产业化取得的重要突破








文/  陕西日报记者张梅    编辑/林珊珊

部分图片来源于网络

责编/李琛

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