石墨烯将推动下一代节能汽车的发展

通过将热能转化为电能，石墨烯可能会推动更环保更省油的汽车未来。汽车发动机所产生的热量如果不收集起来被会被浪费掉，如果可以利用它给汽车电池充电或给空调系统供电，这可能成为下一代混合动力汽车的一个显著特征。目前普通汽车约损失70％燃油所生成的能量用于产热。要利用那些损失的能量需要一种热电材料，它可以将热能转化成电流。热电材料能将热能转换为电能，反之亦然，诸如冰箱。这些设备的挑战是使用一种电的良导体而且散热良好的材料。

目前，显示出这些性质的材料通常是有毒的并且在非常高的温度下工作 – 比汽车发动机产生的更高。通过添加石墨烯，新一代复合材料在汽车上的使用可以减少全球的碳排放。英国曼彻斯特大学的科学家与欧洲热力学有限公司合作，已经提升了低成本热电材料在汽车行业更广泛使用的潜力。该小组由Ian Kinloch教授、Robert Freer教授和Yue Lin教授领导，他们在锶钛氧化物中加入少量石墨烯。所得到的复合物能够在很宽的温度范围内甚至室温下，将那些通常被当废物浪费掉的热量转换成电流。

Freer教授说：“当前氧化物热电材料受制于他们700摄氏度的工作温度，这一直是妨碍热能（有时被浪费）利用效率提高的难题。“我们的发现表明，通过在基体材料中引入少量石墨烯可以将热操作窗口降低到室温，这就为大范围的应用提供了可能。“新的材料将把3-5％的热量转化为电能，这并没有多少，但考虑到普通车辆以浪费热量和摩擦的方式损失大约70％燃料提供给它的能量，利用热电技术回收，哪怕只是这些能量的一小部分，也将是值得的。这项研究发表在杂志ACS应用材料与界面上。石墨烯的多种高级性能和小尺寸将导致热能在材料中的传递减慢，实现所期望的较低工作温度。

提高燃油效率同时保持性能，一直是汽车制造的驱动力。当作为复合材料被用于底盘或车身以减轻相对于传统材料的重量时，石墨烯也可有助于燃油经济性和安全性。石墨烯是在2004年曼彻斯特大学由Andre Geim爵士和Kostya Novoselov爵士首次分离出来的，这也为他们赢得了2010年诺贝尔物理学奖。该大学是石墨烯研究的摇篮，这里有40多个工业合作伙伴与£61m国家石墨烯研究院一起研究石墨烯相关的项目。

来源：新材料在线

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