香港理工大學(xué)的研究人員近日開發(fā)出一種能夠自我充電的石墨烯電池，使石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用取得巨大進(jìn)展之后又進(jìn)入了一個(gè)新境界。
    這種石墨烯電池制作非常簡(jiǎn)單：
    第一步，先制作兩個(gè)組件，一個(gè)是帶LED燈的電路板，另一個(gè)是帶狀石墨烯。
    第二步，兌制適當(dāng)比例的氯化銅溶液。
    第三步，將電路連接到石墨烯帶上，然后再把石墨烯放入氯化銅溶液。
    此時(shí)，整個(gè)裝置就產(chǎn)生充電電池的效果，LED就可以發(fā)出微弱的亮光。
    為了讓LED產(chǎn)生真正的亮度，研究人員把六個(gè)連接有電路板的石墨烯帶串聯(lián)起來(lái)，這樣可以產(chǎn)生2V以上的電壓，看起來(lái)，LED燈與正常的亮度就是一樣的了。
    這種裝置之所以能產(chǎn)生電壓使LED燈發(fā)亮，這與氯化銅中的銅離子和石墨烯帶中電子的特性有密切關(guān)系。銅離子具有雙重正電荷，氯化銅溶液在室溫下可以產(chǎn)生熱能，此時(shí)，銅離子在溶液中運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到300米/秒，一部分銅離子會(huì)猛烈撞向浸泡在氯化銅溶液中的石墨烯帶，從而使石墨烯帶中的電子離開原位。
    此時(shí)，離開石墨烯帶的電子采取兩種不同的離開方式，分別到達(dá)不同的地方。一部分電子進(jìn)入溶液（此時(shí)可以理解為電解液）中和銅離子結(jié)合，使溶液中和，表現(xiàn)出穩(wěn)定性。另一部分電子則穿過(guò)石墨烯進(jìn)入電路中，從而使電路中產(chǎn)生電流，點(diǎn)亮了LED燈。
    由于離開石墨烯的電子在石墨烯中流動(dòng)的更快，大大超過(guò)了它穿過(guò)氯化銅溶液的速度，因此，絕大部分的電子就選擇穿過(guò)石墨烯進(jìn)入電路中。
    石墨烯帶在氯化銅溶液中能夠產(chǎn)生反應(yīng)的一個(gè)基本條件就是溫度，必須是在室溫條件下。換句話說(shuō)，這種電池裝置產(chǎn)生的能量來(lái)自周圍環(huán)境的熱量。研究人員稱，僅僅依靠周圍熱量就能使石墨烯電池持續(xù)運(yùn)行20天。另外一些供電措施有：提高電流、加熱溶液、用超聲波加快銅離子運(yùn)行速度等。不過(guò)，與通常的充電電池不同，這種裝置還不能靠某種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流。
    石墨烯良好的導(dǎo)電性使它在電池制備中備受注目。最近的一次應(yīng)用是美國(guó)俄亥俄州某儀器公司利用鋰電池在石墨烯表面和電極間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出一種新的電池。這種新的電池裝置可以把長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的鋰電池充電時(shí)間壓縮到幾分鐘。作為一種利用化學(xué)反應(yīng)制備的新型鋰電池設(shè)備，美國(guó)的石墨烯電池比香港理工大學(xué)的石墨烯電池具有可以產(chǎn)業(yè)化的前景。