復(fù)合材料
近日，美國斯坦福大學(xué)華人師生發(fā)明新型鎳鐵電池電極材料，能在兩分鐘內(nèi)完成充電，30秒內(nèi)完成放電，提高充放電速度近1000倍，為科學(xué)家愛迪生在111年前發(fā)明的鎳鐵電池賦予全新生命。
這項發(fā)明由斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴宏杰和他的博士生王海梁等研究人員完成。由王海梁擔任第一作者的論文發(fā)表在今天《自然通訊》雜志上。
這種新技術(shù)將為人類生活帶來很多便利。王海梁告訴中新社記者，“可作為電動汽車鋰電池的補充，提高啟動效率，在加速時快速提供能量，或在剎車時快速存儲能量。此外，可作為飛機、坦克、導(dǎo)彈和火箭等軍用產(chǎn)品的啟動電源。它在手機和電腦等小型電器上也將有很大的使用前景，幾分鐘內(nèi)解決原本需要數(shù)小時的充電過程。”
美國著名發(fā)明家愛迪生早在1901年就發(fā)明了價格低廉安全性能好的鎳鐵電池，能持續(xù)充電并保持長時間壽命，被大量使用在鐵路、礦業(yè)和電動汽車上。它也有充放電速度慢，單位體積儲存電能少和充電效率低的缺點。上個世紀70年代中期以后逐漸被業(yè)界冷落。
戴宏杰和他的研究團隊正好解決了鎳鐵電池充放電速度慢的缺陷。他們在碳納米管或石墨烯等新型碳納米材料上生長活性電極材料的納米晶體，這種復(fù)合電極材料具有傳統(tǒng)電極材料無法比擬的優(yōu)異電化學(xué)性能。
王海梁說，“新型電極材料和傳統(tǒng)電極材料具有同樣的化學(xué)成分，工作原理也一樣，但它們的結(jié)構(gòu)不一樣。納米晶體在石墨烯或碳納米管上的控制生長以及它們之間的化學(xué)相互作用，可有效促進電荷轉(zhuǎn)移和電子傳輸，從而極大提升材料的電化學(xué)性能，使充放電速率提升近千倍。”
這項發(fā)明由斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴宏杰和他的博士生王海梁等研究人員完成。由王海梁擔任第一作者的論文發(fā)表在今天《自然通訊》雜志上。
這種新技術(shù)將為人類生活帶來很多便利。王海梁告訴中新社記者，“可作為電動汽車鋰電池的補充，提高啟動效率，在加速時快速提供能量，或在剎車時快速存儲能量。此外，可作為飛機、坦克、導(dǎo)彈和火箭等軍用產(chǎn)品的啟動電源。它在手機和電腦等小型電器上也將有很大的使用前景，幾分鐘內(nèi)解決原本需要數(shù)小時的充電過程。”
美國著名發(fā)明家愛迪生早在1901年就發(fā)明了價格低廉安全性能好的鎳鐵電池，能持續(xù)充電并保持長時間壽命，被大量使用在鐵路、礦業(yè)和電動汽車上。它也有充放電速度慢，單位體積儲存電能少和充電效率低的缺點。上個世紀70年代中期以后逐漸被業(yè)界冷落。
戴宏杰和他的研究團隊正好解決了鎳鐵電池充放電速度慢的缺陷。他們在碳納米管或石墨烯等新型碳納米材料上生長活性電極材料的納米晶體，這種復(fù)合電極材料具有傳統(tǒng)電極材料無法比擬的優(yōu)異電化學(xué)性能。
王海梁說，“新型電極材料和傳統(tǒng)電極材料具有同樣的化學(xué)成分，工作原理也一樣，但它們的結(jié)構(gòu)不一樣。納米晶體在石墨烯或碳納米管上的控制生長以及它們之間的化學(xué)相互作用，可有效促進電荷轉(zhuǎn)移和電子傳輸，從而極大提升材料的電化學(xué)性能，使充放電速率提升近千倍。”
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