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石墨烯复合物被用于先进高效燃料汽车

发布时间:2019-04-16 点击数:

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  一组英国曼彻斯特大学的一组研究人员与欧洲热力学的专家合作,致力于提升经济型热电材料,使其能更广泛的应用与于汽车行业的机会。

  汽车发动机产生的热被浪费掉了,但是,如果这可以被收集并用于给汽车电池充电和用于操作空调机,就能够为先进的混合动力汽车打下基础。对于普通汽车,约70%通过燃料消耗产生的能量以热量的形式损失掉。使用这些损失的能量需要一种能够将热量转化成电流的热电材料。

  热电材料具有类似冰箱的能力,可以将热量转化成电力以及将电力转化成热。关键是找到一种不仅是良好的电子导体,也具有良好散热性的材料。

  目前,具有这些特性的材料大多有毒并且需要在比由汽车发动机温度更高的条件下操作。在材料中使用石墨烯可以创建一系列先进的、能够减少全球汽车碳排放量的复合材料。

  曼城大学团队的负责人是IanKinloch教授,RobertFreer教授和YueLin。它们在锶钛氧化物中加入少量石墨烯。通过这种组合创建的复合物可以从室温条件开始,在很宽的温度范围内将热转换成电流。

  ProfFreer教授说:当前氧化物热电材料被他们700℃左右的工作温度所制约。这就是一直阻碍通过利用浪费的热能提高工作效率的问题。

  我们的研究结果表明,通过将少量石墨烯引入到基体材料,可以将热操作窗口降低到室温,这就为应用提供了巨大的潜力。这种新材料可以将3-5%的热能转换成电能。这不是很多,但考虑到一般车辆会将燃料提供给它的能量的大约70%以热量和摩擦的形式浪费掉,即使通过电热技术回收这的很小一部分也是值得的。

  石墨烯的特殊属性及其微型尺寸允许热量能够缓慢移出材料,从而实现了首选的较低工作温度。

  汽车制造商一直热衷于找到提高燃油效率、同时保持良好的性能的方法。石墨烯作为复合材料可以用于汽车的车身或底盘,以便与常规材料相比减少重量,降低燃料消耗。

  石墨烯是AndreGeim爵士和KostyaNovoselov爵士在2004年发现的。它是在曼彻斯特大学分离出来的。这一壮举为他们赢得了2010年的诺贝尔物理学奖。从那以后,曼彻斯特大学的这个6千1m百万英镑的国家石墨烯研究院就一直是石墨烯的研发中心,并与40多个产业合作伙伴一起进行石墨烯相关的项目。

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