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机缘巧合拓宽了制造石墨的范围:研究人员出乎意料地发现了一种制造结晶石墨的新方法,该结晶石墨是用于制造锂离子电池的基本材料
2020年10月21日    阅读量:3373    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

科廷大学的研究人员出乎意料地发现了一种制造结晶石墨的新方法,该结晶石墨是用于制造锂离子电池的基本材料。


今天发表在《自然通讯材料》上的一篇研究论文中描述了这项新技术,它不需要典型的金属催化剂或特殊的原材料即可将碳转化为结晶石墨。


有趣的是,它是由一名研究学生在实验室中使用原子吸收光谱仪(AAS)发现的,该仪器是1950年代在澳大利亚发明并用于分析液体成分的一种设备中国建材网cnprofit.com


发现背后的硕士生Jason Fogg先生说,虽然尚无法确定这项新技术起作用的确切科学依据,但他认为这与AAS通过短快速脉冲加热样品的特定方式有关。


Fogg先生说:“我们使用了一种特殊的炉子,可以在几秒钟内将样品加热到3000摄氏度,这是大多数炉子无法达到的。”


“从温度角度看,3000摄氏度大约等于太阳表面温度的一半。”


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来自科廷大学电气工程,计算机与数学科学学院的Irene Suarez-Martinez博士说,虽然石墨是碳的最稳定形式,但大多数碳材料却顽固地拒绝转变为石墨,这就是为什么她绝对震惊地了解到福格先生的结果。


“当他告诉我他用一种已知的非石墨化碳材料制造出了完美的结晶石墨时,我简直不敢相信,我对结果感到非常惊讶。只有当我们重复三遍结果时,我才被说服。”苏亚雷斯-马丁内斯博士说。


最令人惊讶的结果涉及聚合物聚偏二氯乙烯(PVDC),苏亚雷斯-马丁内斯博士将其描述为非常顽固的材料的“教科书示例”。


随着世界对锂离子电池的需求增加,科学家们期望对晶体石墨的商业需求也将增加,因此,该研究小组决心确定出这种特殊脉冲加热方法为何如此有效的确切细节。


Suarez-Martinez博士说:“我们的假设是,大气中的氧气会在脉冲之间渗透到结构中,并且在接下来的脉冲中快速加热会烧掉通常会阻止石墨形成的结构。”


“我们也很感兴趣,看看其他复杂的碳也能转化。这种方法能否将食物垃圾等有机碳材料转化为结晶石墨?


“目前,我们只能生产非常少量的结晶石墨,因此,我们尚无法在商业水平上重现该工艺。但是,我们计划进一步探索我们的方法和假设。”


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