石墨烯制造高效电池将引领电动汽车绿色革命

腾讯科学讯 据国外媒体报道，石墨烯是世界上最薄、最硬的材料，科学家最新研究发现石墨烯能够加速电动汽车和其它绿色科技的快速发展。

研究人员在铅笔芯中发现一种碳石墨，使穿过它的原子或者质子带有正电荷。这项发现将增大电动汽车电池的有效性，因为电池从氢气中产生电能。该研究负责人是诺贝尔奖得主、英国曼彻斯特大学安德烈-海姆(Andre Geim)，他指出，该发现有望未来实现石墨烯薄片从大气层中“筛出”氢气制造电能。

这是因为单原子厚度材料作为一种过滤器，使质子穿过其中，同时阻挡了其它原子的通过。研究小组证实当他们将该物质与叫做氮化硼的单原子材料结合在一起时，科学家能够从石墨烯薄片一侧采集质子。

使用这样的石墨烯薄片，电池可从空气中提取氢并燃烧，从而为电动汽车提供动力，它并不会释放环境污染物质。研究报告合著作者、马塞洛-洛萨达-伊达尔戈(Marcelo Lozada-Hidalgo)说：“我们对这项研究报告感到非常兴奋，因为它开启了一个新的领域，有望将石墨烯材料应用于能量采集和氢基础技术。”

虽然石墨烯仅有一个原子的厚度，却是世界上最薄的材料，强度是钢铁的200倍。石墨烯对所有气体和液体都不渗透，它将有望应用于耐蚀涂层、包装、甚至超薄避孕套。这项最新研究报告发表在《自然》杂志上。

他们吃惊地发现质子能非常容易地穿过超硬的石墨烯，尤其在温度升高和石墨烯薄膜覆盖铂金等纳米粒子时，铂金可作为一种催化剂。

他们希望石墨烯未来可用于质子传导薄膜，这是燃料电池技术的核心部分。汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料，转变输入的化学能量成为电流。但是一个重要问题是现有质子薄膜上存在燃料泄漏，从而降低电池有效性，通过使用石墨烯可以克服这些问题。

研究小组发现石墨烯薄膜可用于提取大气层中的氢，暗示着该材料结合燃料电池更容易从空气中提取氢。本质上，我们可以从大气层中获取氢，为电动汽车提供动力，这项最新研究证实该设备的可行性。

该研究报告第一作者胡胜(音译)博士强调，由于石墨烯材料可制成数平方米的薄膜，我们希望能够尽早制造商业燃料电池。