石墨烯電池利用環境熱量自行充電

    鋰電世界  這是一個有趣的創意，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生電流。進行這一研究的徐子涵（Zihan Xu）是香港理工大學（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）和產生電壓的關系。來源：香港理工大學

    這些家伙已經制成電路，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，這樣就可產生所需的2V，使LED燈發亮，就可以得到這個圖片。

    徐子涵和同事說，這里發生情況就是這樣。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。當離子猛烈撞入石墨烯帶時，碰撞會產生足夠的能量，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。我們的設備就是這樣產生電壓的，”徐子涵說。

    因此，這個裝置產生的能量來自周圍環境的熱量。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運行20天。但是，還有一個重要的問號。另一個假設是某種化學反應產生電流，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生這樣的效果。這預示著清潔的綠色電池，只依靠環境熱量驅動。徐子涵和同事說：“這代表著一個巨大的突破，研究的是自驅動技術”。

    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論。