石墨烯在不同領(lǐng)域的應(yīng)用分析
石墨烯在超級電容器的應(yīng)用,可顯著提高能量密度。受到電極材料的制約,現(xiàn)有超級電容器能量密度大都低于50Wh/kg。石墨烯的比表面積為2630m2/g,將其應(yīng)用于超級電容電極材料,可顯著提高超級電容器的能量密度。目前已有實驗室成果做到儲能密度達(dá)170Wh/kg,大大超過現(xiàn)有超級電容器的能量密度。但是在電容器組裝過程中,因為石墨烯團(tuán)聚現(xiàn)象的存在,使得相應(yīng)超級電容器的能量密度受限,現(xiàn)有研究方向是通過改變電解液種類、石墨烯形貌以及石墨烯基復(fù)合電極材料為主。
目前石墨烯電容器尚處于研發(fā)階段,但就已有的技術(shù)發(fā)展來看,超級電容器的技術(shù)難度并不十分高,制造成本也相對較低,未來產(chǎn)業(yè)化前景可期。
石墨烯在其它領(lǐng)域的應(yīng)用
石墨烯因其優(yōu)異的電化學(xué)特性,除了在鋰離子電池、超級電容器中應(yīng)用之外,還被用于其它領(lǐng)域。
例如,利用石墨烯超高的電子遷移特性制備太陽能電池材料,以大幅度提高太陽能的轉(zhuǎn)化效率;利用石墨烯超強優(yōu)異的柔韌特性,制備柔性材料,用于柔性顯示器、可穿戴設(shè)備等;利用石墨烯對生物的低毒性及極高的載流子傳輸能力制備藥物載體,使得石墨烯在生物醫(yī)藥和生物診斷方面具有廣闊的應(yīng)用前景;借助石墨烯優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性,石墨烯基重防腐涂料已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用階段;石墨烯因極高的導(dǎo)熱特性及特殊的孔隙結(jié)構(gòu)還被用作制備高效熱電材料以及海水淡化等領(lǐng)域。
可以預(yù)見,石墨烯在未來各個領(lǐng)域都有極其重要的應(yīng)用價值,發(fā)展前景廣闊,市場潛力巨大。