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廣西大學破解石墨烯制備難題 可大批量生産粉體材料

随着廣西大學石墨烯粉體生産小試基地投入使用,廣西在石墨烯制備技術上取得突破性進展。此基地采用的樹脂裂解法,是世界上極少數能大批量生産粉體石墨烯的方法,這标志着石墨烯應用難題得到解決。盡管石墨烯在諸多領域有着巨大應用,但在此之前世界上幾乎沒有一種方法可以大批量生産石墨烯。國際知名電化學專家,廣西大學可再生能源材料協同創新中心主任沈培康用近五年時間研究出了利用廉價的離子交換樹脂,批量制備三維多級孔石墨烯材料的技術。

在廣西大學石墨烯粉體生産小試基地,記者看到了制備三維石墨烯的設備。沈培康介紹,利用前期處理的自摻雜樹脂材料,經過鎳做低溫石墨化催化劑,再用高溫燒結爐燒結烘幹以後,就成了目前可以看到的石墨烯粉體材料。過程非常簡單,降低制造成本沒有污染,這裡面有可能有氣體,所以我們把氣體引出來,後面有個氣體吸收系統,所以沒有排放,沒有污染。沈培康表示,三維石墨烯1L的重量不到100克,大多數結構為3-4層的石墨烯。而目前世界範圍内能夠生産的主要是二維石墨烯材料,其合成成本高、工藝複雜、污染大,合成的石墨烯通常受範德華力或懸鍵作用的影響易團聚成石墨片,所以市面上的二維石墨烯粉體材料實質上是石墨片而不是石墨烯。

現在這個東西是粉體它不團聚,你放到十天一百天一看就是這樣,你如果把它懸浮在溶液裡面它不會沉降的,證明他有一個保持獨立的狀态。成本大概幾百塊錢一公斤。現在市場上普遍2000塊以上,那些石墨薄片就賣每公斤2000塊以上。石墨烯三維化是突破二維石墨烯片應用瓶頸的關鍵技術。目前,小試基地可年産1.5噸粉體石墨烯,正在建設中的中試基地可年産15噸。我們現在(應用添加)用石墨烯是很少的,就是在(使用)1%以下,材料變輕一半,因為樹脂跟鋼鐵比,起碼一半。(應用三維石墨烯後)這個就是有機材料的車了,不是鋼鐵。可以非常輕,一個車廂兩個人一擡就行了。

三維多級孔類石墨烯材料可廣泛應用于燃料電池、二次電池和超級電容器等能源領域以及石墨烯高分子功能材料領域,應用領域包括電子、信息、航空航天、汽車工業等産業。

來源:新華網

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