石墨烯電池的原理
實驗制成電路其中包含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。實際上,,他們需要6個石墨烯電路,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,因為溶液在室溫下的熱能量,。當(dāng)離子猛烈撞入石墨烯帶時,,碰撞會產(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,,所以電子自然會選擇路徑,穿過電路,。正是這一點點亮了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)運行20天。但是,,還有一個重要的問號,。另一個假設(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,,因為進(jìn)行了幾組控制實驗,。然而,這些是在一些補充材料中介紹的,,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,。從表面價值來看,這看起來是一項非常重要的成果,。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,。徐子涵和同事說:“這代表著一個巨大的突破,,研究的是自驅(qū)動技術(shù)”。

