碳纳米管有望延长电池寿命

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最新研究表明,碳纳米管——由单层碳原子组成的微小管状结构——有望延长电池的寿命。《物理评论快报》 current issue 发表的研究结果表明,这种微小的管可以储存两倍于石墨的能量,石墨是目前许多可充电锂电池中用作电极的碳形式。

电池电极上发生的还原和氧化反应产生电子流,从而产生和储存能量。传统的石墨电极每六个碳原子可以可逆地存储一个锂离子。为了研究碳纳米管的存储容量,北卡罗来纳大学教堂山分校的 Otto Zhou 及其同事首先创建了单壁管束。然后,他们通过将管浸入强酸中来缩短管并打开管的末端。随后使用电化学和核磁共振波谱法进行的能量保持潜力测试表明,其储电容量大约是石墨的两倍。科学家们解释说,管的开口端促进了锂原子扩散到其内部。事实上,这些微小的管成功地做到了每三个碳原子可逆地存储一个带电离子。

与纳米技术新兴领域的许多发现一样,基于这项工作的商业设备离实际应用还有一段距离。“在制造出真正的设备之前,我们还需要努力克服其他实际问题,”Zhou 说,“但我们非常乐观。”

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