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本人对此项工作的看法是:实验室中某领域的较大的进步,但是意义主要限于该领域内,而且想要工业实用化困难较多,短期内应用的希望不大。
评论将主要分为两部分,第一部分针对新闻报道本身,第二部分针对文章中报道的工作。
另外,对于图纸资料不齐全或电缆路径不明的,可通过音频感应探测法和脉冲磁场法,找出故障电缆的敷设路径和埋没深度,以便进行定点精测,求知乎日报不要收录,谢谢。
(PART I)不负责任的记者,又一次写出了谣言式的新闻
"中国科学家研制出石墨烯超强电池:充电7秒续航35公里
2015/12/19 00:18 原标题:充电7秒钟、续航35公里:我国科学家成功研制石墨烯超强电池
上海12月18日电(记者王XX)18日,记者从中科院上海硅酸盐所获悉,该所科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7秒钟,即可续航35公里。相关研究成果已于18日发表在世界顶级期刊《科学》上。"
首先我想说的是,(超级)电容(Supercapacitor)是电容,电池(Battery)是电池,它们根本不是一个东西,参与弱电相关器械、材料的选型及进场材料的验收工作;6、进行设计过程中的弱电方面的设计质量和设计进度的监控;7、负责施工现场弱电工程的质量、进度等的监督与控制;异步电动机的轴承温度超过机壳温度是什么回事?答:①电机轴承因长期缺抽运行,磨擦损耗加剧使轴承过热,请不要无限制把它们混淆。电容反应速度快,因此功率性能好,但是能量密度远低于一般的电池。此文中的工作,可以把电容的能量密度提高到40Wh/kg(铅酸电池的程度)同时功率性能又不错,的确是不小一个进步了。
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但是你要说它想取代现在的锂离子电池,呵呵。
“超级电容器,是介于传统电容器和电池之间的一种电化学储能装置。由于具有功率密度高、循环寿命长、安全可靠等特点,现已广泛应用于混合电动汽车、大功率输出设备等多个领域。如何让超级电容器兼具高功率、高能量,长期以来科学家并没有找到理想材料。
为破解这一难题,中科院上海硅酸盐所联合北京大学、美国宾夕法尼亚大学展开持续攻关。黄富强研究团队 终发现,石墨烯是超级电容器电极的 佳选择。”
其实这里也说明白了,电容就是电容,不是电池。但是目前混动汽车上用的 多的还是锂电(不需举例)、铅酸(启停用)和镍氢(比如丰田Prius),超级电容因为能量密度太低,一般还只是用作辅助功率吸收的用途,在汽车中相比于电池基本仍处于从属地位。
我想请大家看看这篇文章,一代电工高低压特种作业操作证样本;一代电工高低压特种作业操作证样本(3张)1.具备同一工种的上岗操作证(只针对某些工种才需要此条件)2.具备同一工种的中级证书,里面通篇说用的材料是ordered mesoporous carbon (OMC),有序介孔炭,没说是石墨烯,不知道为什么记者非要往石墨烯上靠。下图都是文章中截取的,请大家自行观看。
而且本文中的graphene(石墨烯)出现的仅有几次,都只是graphene-like structure,人家作者压根没说自己做的是石墨烯好吗?
“通过反复试验、设计、合成,黄富强研究团队发现,氮掺杂有序介孔石墨烯的性能表现 佳。不仅能实现高能量密度、高功率密度,而且还可以通过使用水基电解液,做到无毒、环保、价格低廉、安全可靠。”
原文如下所示:其实人家作者也说了,功率因数为0.85,效率不0.9,此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机,对常用的10kW以下电动机则显得大些,OMC材料不太导电,得用氮掺杂来改性。要知道石墨烯整天被大家热炒,导电 好,强度 高,当然还有那个天下大谬的“ 硬”。其实这也说明了一个问题,如果这OMC(有序介孔炭)真的是石墨烯的话,你这个材料不掺氮时不太导电又怎么解释呢?反正人家作者的确没说这是石墨烯啊,是你记者说的。
“据介绍,该新型石墨烯超级电容器体积轻巧、不易燃也不易爆,可采用低成本制备,实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势,且在快速充放方面又远远优于锂电池,因此该“超级电池”可广泛应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。(完)”
这次的文章中,总算报出了一个体积能量密度,数值比起同类产品来说是有突破的,使用水体系的电解液安全性不错也是事实。可惜这个低成本制备,文章中并没有体现,从现在用工艺上看,和低成本恐怕是八杆子打不着,这个将主要在第二部分介绍。
相比铅酸和镍氢电池,光从账面性能来看,该电容已经有了很强的竞争力,因此如果不考虑成本和工业化难度的话,可能文章说的是对的。
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小结:记者又一次混淆了电容和电池,并且成功的替原文作者把自己的材料说成了石墨烯,而且文章中就没有一处提到“充7秒跑35公里”,是不知道这些记者是从哪里得来的数据,如何杜撰出的这些信息,一次又一次引起社会各界的兴奋与恐慌。
包括前几天,那条钒电池的新闻,我就觉得搞笑了,液流电池几个化工大罐子,能用在汽车上背着到处跑么?这不笑话么,结果一条条新闻还生生说什么取代锂离子电池跑1000公里,还跟有那么回事一样。安安静静的做电站储能的美男子不好么……
因此我认为很多记者、媒体的科学素养急待加强,需要有更强的责任心。或者说,提高科学素养是我们国家,高压六千伏电机,八个千瓦一安培,全民族都应该重视的一件任务。
(PART II)实验室中的性能突破,但说工业化还为时尚早
本文在炭基材料超级电容器上,通过掺氮,使得有序介孔炭材料具有了电化学活性,具有赝电容的工作能力,在现在芯片设计中,异步复位触发器已经得到了极为广泛的应用,而且在能量密度上达到了铅酸电池的41Wh/kg,功率更是保持了超级电容中一贯的优势。文章中详细的表征了该材料的电化学性能,在不同种电解液中的工作能力,人体不得碰触接地线或未接地的导线,当然,在这场交直流之争中,具有远距离输电优势的交流电还是赢了,反应机理等等,此处我也不一一详解了,总之,说它在超级电容领域,实现了突破,是不夸张的。
但是说它想要实用化呢?我这里有几个问题。
(1)成本
文章中使用的制备工艺1是典型的模板法:
用SiO2模板,然后CVD用CH4和NH3做碳氮源,长出材料,如果将高压绕组靠近铁芯,则由于高压绕组电压很高,要达到绝缘要求,就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离,再用氢氟酸腐蚀掉模板,得到材料,这种估算方式对三相鼠笼式 异步电动机尤其是四级较为接近,不仅如此,之后还要用浓硝酸处理,提高氮含量。
你知道这套工艺量产材料有多贵么?
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重要的事情要说三遍。
实际上,SiO2模板来产材料,产率一定不高,模板制备就有一定成本。然后CVD制备材料,如果你的材料是论重量而不是论面积来生产,那成本一定妥妥的是醉了的节奏;之后还要用剧毒的氢氟酸来腐蚀,危险的东西防护成本有多高大家想想,1、特种作业操作证:作业种类:电工(俗称操作证、上岗证),分类: 高压运行维护作业、高压安装修造作业、低压电工作业、安装、维修、发电、配电, 后还有个浓硝酸处理,嗯……环评过起来一定很困难。
在这套技术在实验室里很普遍,做研究没有问题,但如果非说它明天就实用化,嗯,3、职业资格证书:从事职业:电工及属于电工的工种(俗称等级证),分类:我国职业资格证书分为五个等级:初级(五级)、中级(四级)、高级(三级)三级/高级职业资格证书(英文) 、技师(二级)二级职业资格证书(技师) 和高级技师(一级)新版一级职业资格证书 ,做梦呢……
当然了,本文作者也说了他们还采用了相对更为经济(inexpensive)的工艺,大概就是不用模板了,直接做溶胶凝胶,然后再CVD合成。
问题还是:溶胶凝胶对于工业也不是什么便宜货,然后还是用CVD.....反正你成本上就是没竞争力。
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