這是一個有趣的創(chuàng)意,用于制作電池。水溶液中離子的熱運動是巨大的,室溫下達每秒幾百米。但很少有人研究這一過程,也沒有人研究它可能產(chǎn)生電流。進行這一研究的徐子涵(Zihan Xu)是香港理工大學(xué)(Hong Kong Polytechnic University)的,他和幾個同伴不僅研究這個過程,而且似乎也掌握了。
石墨烯電池在飽和氯化銅溶液中,時間(小時、天數(shù))和產(chǎn)生電壓的關(guān)系。來源:香港理工大學(xué)
這些家伙已經(jīng)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,進行觀察。果然,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)生情況就是這樣。銅離子具有雙重正電荷,穿過溶液的速度約每秒300米,這是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。這些電子有兩種選擇: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,而不是進入電解液。我們的設(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。這些家伙說,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。他們甚至聲稱,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。他們需要公開這些,要趕在別人做出嚴肅聲明之前。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)”。
我們希望他們是正確的。但至少在目前,人們還仍然無法下結(jié)論。
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