月初，又一家長沙本土共享汽車品牌開始在長沙高新區(qū)運營，未來將有4家共享汽車品牌在長沙展開“競爭”。與共享單車不同的是，由于采用網(wǎng)點化管理，車型以新能源車為主，其充電、續(xù)航里程等問題，讓很多用戶心存顧慮。如今，一種叫作“石墨烯”的萬能材料，讓新能源汽車充電更快跑得更遠。近日，記者探訪了位于湖南大學(xué)的石墨烯材料與器件湖南省重點實驗室，感受了這個“萬能材料”的魅力。

實驗證明：充放電一萬次容量仍有87%以上

“開在路上突然沒電了怎么辦？充電不方便，而且跑不了長途！”一位使用過共享汽車的大學(xué)生向記者“吐槽”。如今在長沙興起的共享汽車，車型都選用如眾泰云100、知豆等電動汽車，據(jù)稱，其充電時間約7個小時，理想狀態(tài)下續(xù)航里程最多也只200公里。

除了車內(nèi)空調(diào)耗電，用于加速和爬坡時的電量消耗占總能耗的2/3，這是影響電動車?yán)m(xù)航里程的主要原因。如今，隨著石墨烯材料的加入，一種被稱為“超級電容器”的器材，可以讓電動汽車跑得更遠。

“超級電容器的特點就是快充快放，幾分鐘就能充滿，可以重復(fù)使用幾萬次，溫度適應(yīng)性好，而且釋放的功率非常高。用在汽車上，加速時馬力非常強！”湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副院長王雙印教授告訴記者，“超級電容器”容量低存不住電，無法單獨使用，但與車用鋰離子電池耦合在一起，在踩剎車的過程中，發(fā)電機產(chǎn)生的電能在幾秒鐘之內(nèi)就能將超級電容器充滿,而加速或爬坡時主電源不工作，由超級電容提供大馬力的能量。

王雙印告訴記者，超級電容器的容量會隨著使用次數(shù)的增多而減小，而他們團隊將石墨烯應(yīng)用于超級電容器后，充放電一萬次后容量仍然保持在87%以上，“超級電容器及其相關(guān)的汽車等行業(yè)是目前石墨烯材料應(yīng)用最為現(xiàn)實和徹底的領(lǐng)域。”

此外，“大街上跑的電動車，用的都是便宜的鉛酸電池，我們現(xiàn)在開發(fā)的一種石墨烯涂層，只要在鉛酸電池的底部涂上一層，就變成了鉛炭電池，也就是學(xué)術(shù)上所稱的超級電池！”王雙印表示，這種超級電池價格便宜、壽命更長，而且抗低溫，“在一些太陽能豐富的偏遠農(nóng)村，農(nóng)戶只要在家里裝上太陽能電池板，白天為這種超級電池充電，晚上就能用它做飯看電視！”目前該實驗室正在和一家企業(yè)合作，準(zhǔn)備生產(chǎn)推出這種超級電池。

未來可期：

石墨烯有望推動綠色汽車平價化

那么，究竟什么是石墨烯呢？在實驗室里，記者第一次看到一小瓶氧化石墨烯，那是一層黑色的粉末，類似鉛筆芯粉末?！捌鋵嵤┤庋凼强床坏降摹！蓖蹼p印告訴記者，鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層到幾十層石墨烯。人類第一次獲取石墨烯的方法“簡單粗暴”，用透明膠將一塊石墨片反復(fù)粘貼與撕開，最終形成了厚度只有0.335納米的石墨烯，也就是只有一個原子厚度的石墨烯。被視為“萬能材料”的石墨烯，輕薄、強韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱……這些特性，讓人們對它賦予很多想象空間。

“我們國內(nèi)新能源汽車用的都是鋰離子電池，充電速度慢，而且續(xù)航里程也不能跑太遠。”王雙印告訴記者，這種電池使用一段時間后性能就會下降，壽命變短。除了與超級電容器配合，石墨烯本身就可以作為添加劑加入鋰離子電池的正極，充電過程更快，同時大大提高電池的穩(wěn)定性，多次使用后不會出現(xiàn)電池性能的衰減。

據(jù)悉，豐田已經(jīng)量產(chǎn)的氫燃料電池車“MIRAI”，售價高達人民幣41.5萬元。這種汽車所用的燃料電池，就是氫氣與氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而大量生產(chǎn)氫氣所需要的催化劑元素是鉑，“鉑金的價格貴，造成這種綠色汽車成本高昂?！蓖蹼p印介紹，“我們現(xiàn)在所做的，就是用石墨烯替換掉這種貴金屬！”

“湖南開發(fā)石墨烯材料有自己的獨特優(yōu)勢！”王雙印說，湖南是國內(nèi)石墨資源大省，微晶石墨占全國儲量的75%、全球儲量的55%。

電動汽車將充電更快跑得更遠

“石墨烯材料目前最現(xiàn)實的應(yīng)用有哪些？”

王雙印教授：“我們現(xiàn)在很多汽車上都有自動啟停裝置，那就是一種超級電容器，它能夠給汽車提供瞬間的強大馬力，但是它充電快放得也快，超級電容器是目前最為現(xiàn)實的應(yīng)用，研究團隊提出并驗證了石墨烯能提高電容器的性能，制備了新型的石墨烯復(fù)合電極材料，目前全固定超級電容器已經(jīng)取得初步成果，用在電動汽車上，充電更快跑得更久！”

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