封伟教授团队通过含氟自由基切割单壁碳纳米管,在世界范围内首次制备出单层石墨烯纳米带,所申请的国际专利也于近日获得授权。

石墨烯

27日,记者从天津大学了解到,该校封伟教授团队通过含氟自由基切割单壁碳纳米管,在世界范围内首次制备出单层石墨烯纳米带,所申请的国际专利也于近日获得授权。这是中国科学家首次通过一步法获得单层石墨烯纳米带,其作为原电池正极材料能量密度较进口产品可提升30%。

氟化碳是目前世界上理论能量密度最高的原电池固态正极材料。封伟告诉记者,西方发达国家一直将高能量氟化碳制备视为核心技术,严禁技术输出和公开交流。“目前国内广泛使用的氟化碳材料主要依赖国外进口,严重制约了我国相关领域的科学研究和产业发展。”

不过,受自身结构限制,当前国际主流的氟化碳材料也有痛点——它难以实现“能量密度高”和“功率密度高”的兼顾。2008年,封伟团队率先提出开发具有独特结构的新型氟化碳材料,以实现能量密度和功率密度的“双高”。历经十余年攻关,团队颠覆了现有的基于石墨烯六元环结构的共价型氟碳结构,在国际上率先研制出兼具高电压和高容量的结构型氟化碳材料。经实验室实测,这一新材料能量密度达到2738Wh/kg,比国外同类产品高30%,达到国际领先水平。同时,它能在超大放电电流条件下稳定工作。据测算,其成本相比进口材料能大幅度降低。“这标志着我们突破了发达国家长达数十年的技术封锁。”封伟说。

目前,团队已经实现了新型氟化碳材料的稳定小批量生产。

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