石墨烯電池的原理
實(shí)驗(yàn)制成電路其中包含LED,用電線連接到帶狀石墨烯。他們只是把石墨烯放在氯化銅(copper chloride)溶液中,進(jìn)行觀察。LED燈亮了。實(shí)際上,他們需要6個(gè)石墨烯電路,形成串聯(lián),這樣就可產(chǎn)生所需的2V,使LED燈發(fā)亮,就可以得到這個(gè)圖片。
徐子涵和同事說,這里發(fā)生情況就是銅離子具有雙重正電荷,穿過溶液的速度約每秒300米,因?yàn)槿芤涸谑覝叵碌臒崮芰俊.?dāng)離子猛烈撞入石墨烯帶時(shí),碰撞會(huì)產(chǎn)生足夠的能量,使不在原位的電子離開石墨烯。電子有兩種選擇:可以離開石墨烯帶,和銅離子結(jié)合,也可以穿過石墨烯,進(jìn)入電路。
原來,流動(dòng)的電子在石墨烯中更快,超過它穿過溶液的速度,所以電子自然會(huì)選擇路徑,穿過電路。正是這一點(diǎn)點(diǎn)亮了LED燈“釋放的電子更傾向于穿過石墨烯表面,而不是進(jìn)入電解液。設(shè)備就是這樣產(chǎn)生電壓的,”徐子涵說。
因此,這個(gè)裝置產(chǎn)生的能量來自周圍環(huán)境的熱量。他們可以提高電流,只需加熱溶液,也可用超聲波加快銅離子。只依靠周圍熱量,就可以使他們的石墨烯電池持續(xù)運(yùn)行20天。但是,還有一個(gè)重要的問號(hào)。另一個(gè)假設(shè)是某種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,就像普通的電池。
然而,徐子涵和同事說,他們排除了這一點(diǎn),因?yàn)檫M(jìn)行了幾組控制實(shí)驗(yàn)。然而,這些是在一些補(bǔ)充材料中介紹的,他們似乎并沒有放在arXiv網(wǎng)站上。他們需要趕在別人做出嚴(yán)肅聲明之前公開。從表面價(jià)值來看,這看起來是一項(xiàng)非常重要的成果。其他人也在石墨烯中產(chǎn)生過電流,但只是讓水流過它,所以這并不真的使人吃驚,移動(dòng)的離子也可以產(chǎn)生這樣的效果。這預(yù)示著清潔的綠色電池,只依靠環(huán)境熱量驅(qū)動(dòng)。徐子涵和同事說:“這代表著一個(gè)巨大的突破,研究的是自驅(qū)動(dòng)技術(shù)”。