科普專欄 / Information

世界首次 我科學家制備出單層石墨烯納米帶

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,在世界範圍内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産品可提升30%。

氟化碳是目前世界上理論能量密度最高的原電池固态正極材料。封偉告訴記者,西方發達國家一直将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。“目前國内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産業發展。”

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”。曆經十餘年攻關,團隊颠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,比國外同類産品高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。“這标志着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産。(記者張蓋倫 通訊員焦德芳)

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