1清华大学研制出基于柔性石墨烯膜的超级电容器
清华大学深圳研究生院的科研人员在实验室制备出了“不含导电添加剂、粘结剂、商业化隔膜以及集流体的超级电容器”，该器件是由二氧化钛（TiO2）辅助紫外光还原得到，由石墨烯构筑而成并具有三明治结构。
在三明治结构 (rGO-TiO2/GO/rGO-TiO2) 中，上下两层是活性物质，是由还原氧化石墨烯（rGO）和二氧化钛（TiO2）复合而成，中间层是由氧化石墨烯（GO）膜构成。在该由层状膜构筑得到的电容器中，GO 膜不仅可以作为隔膜，而且能吸收并存储电解液，从而提高离子扩散速率，进而提高电容器的容量与倍率性能。
在采用真空抽滤的方法来构筑上述层状膜时，可以通过精确调控氧化石墨烯溶液的添加量来控制三明治结构中每一层的膜厚。在 TiO2 的辅助下，用紫外灯照射干燥的 GO 膜可以将其还原成 rGO 膜。
研究人员发现，还原时间能显著影响还原氧化石墨烯（rGO）和二氧化钛（TiO2）复合活性层的电化学性能，最佳还原时间为 40 分钟。少于 40 分钟的还原时间不能彻底的将氧化石墨烯还原，会导致活性层的电导率过低，因而会降低电容器的电化学性能。当还原时间高于 40 分钟时， GO 表面的含氧官能团会被大量除去，会降低电容器的赝电容。
2 在“没有”碳源的条件下制备石墨烯
中国电子科技大学的李雪松课题组报导了在“没有”碳源通入的条件下，也可以在铜基底上生长获得石墨烯的发现。
目前，化学气相沉积法（CVD）已经是较为普遍的制备高质量大面积石墨烯的方法。一般来说，CVD 最为常用的碳源就是以甲烷为代表的碳氢化合物，因为甲烷比较单一的分子结构和气相状态会有益于高质量石墨烯的形成。
参考中国报告网发布《2018-2023年中国石墨烯产业市场竞争现状调查与未来发展前景预测报告》
然而，之前我们也介绍过，由于反应过程具有较高的温度，气氛中存在的任何碳原子都有可能参与反应，成为制得石墨烯的一部分。
那究竟是哪里的碳原子按照六边形排列，构成了这种“不需要碳源”的石墨烯呢？如上图所示，在他们所使用的低压 CVD 设备中，配臵的用来抽真空的油泵贡献了石墨烯的生长。油泵与管式炉的管腔直接连接，在其运作抽真空的过程中，其中的泵油蒸气反馈到系统中，直接作为石墨烯生长的原理，参与反应。
值得说明的是，即便是油泵位于系统气流的下游，还是形成了碳源的非刻意引入。可想而知，我们在通过 CVD 发制备石墨烯的时候，周围环境的变化，或是反应腔中不纯净的气氛都会影响石墨烯的生长。
3 麻省理工研制出石墨烯太阳能电池
麻省理工学院的研究人员近日开发出一种柔性透明的石墨烯太阳能电池。它可以被安装于各类物质表面上，从玻璃到塑料，连纸张和磁带也可以。
当煤和天然气逐渐从能源舞台上退出时，太阳能电池板却走到了普及的道路上。随着楼层越建越高，人们发现一天之中，阳光照在平地和屋顶的时间越来越短。常见的太阳能电池板已无法满足需求，人们急切需要像玻璃一样透明，能安装在更多场合或建筑侧面的电池板材料。
在可见光范围类，石墨烯设备的光透射率可达 61%，当材料厚度低至 550 纳米级别时，甚至可达 69%。而石墨烯太阳能电池的能量转换效率，则从 2.8%到 4.1%不等。
然而，用石墨烯制造太阳能电池的一个挑战在于，当两个电极粘在一起时，需要确保太阳能板衬底上的电子只从一个石墨烯层中流出。若在粘贴时，使用热融化或胶水的方式，都会损坏材料并降低材料的导电性。
清华大学深圳研究生院的科研人员在实验室制备出了“不含导电添加剂、粘结剂、商业化隔膜以及集流体的超级电容器”，该器件是由二氧化钛（TiO2）辅助紫外光还原得到，由石墨烯构筑而成并具有三明治结构。
在三明治结构 (rGO-TiO2/GO/rGO-TiO2) 中，上下两层是活性物质，是由还原氧化石墨烯（rGO）和二氧化钛（TiO2）复合而成，中间层是由氧化石墨烯（GO）膜构成。在该由层状膜构筑得到的电容器中，GO 膜不仅可以作为隔膜，而且能吸收并存储电解液，从而提高离子扩散速率，进而提高电容器的容量与倍率性能。
在采用真空抽滤的方法来构筑上述层状膜时，可以通过精确调控氧化石墨烯溶液的添加量来控制三明治结构中每一层的膜厚。在 TiO2 的辅助下，用紫外灯照射干燥的 GO 膜可以将其还原成 rGO 膜。
研究人员发现，还原时间能显著影响还原氧化石墨烯（rGO）和二氧化钛（TiO2）复合活性层的电化学性能，最佳还原时间为 40 分钟。少于 40 分钟的还原时间不能彻底的将氧化石墨烯还原，会导致活性层的电导率过低，因而会降低电容器的电化学性能。当还原时间高于 40 分钟时， GO 表面的含氧官能团会被大量除去，会降低电容器的赝电容。
2 在“没有”碳源的条件下制备石墨烯
中国电子科技大学的李雪松课题组报导了在“没有”碳源通入的条件下，也可以在铜基底上生长获得石墨烯的发现。
目前，化学气相沉积法（CVD）已经是较为普遍的制备高质量大面积石墨烯的方法。一般来说，CVD 最为常用的碳源就是以甲烷为代表的碳氢化合物，因为甲烷比较单一的分子结构和气相状态会有益于高质量石墨烯的形成。
参考中国报告网发布《2018-2023年中国石墨烯产业市场竞争现状调查与未来发展前景预测报告》
然而，之前我们也介绍过，由于反应过程具有较高的温度，气氛中存在的任何碳原子都有可能参与反应，成为制得石墨烯的一部分。
图：低压 CVD 设备示意图
那究竟是哪里的碳原子按照六边形排列，构成了这种“不需要碳源”的石墨烯呢？如上图所示，在他们所使用的低压 CVD 设备中，配臵的用来抽真空的油泵贡献了石墨烯的生长。油泵与管式炉的管腔直接连接，在其运作抽真空的过程中，其中的泵油蒸气反馈到系统中，直接作为石墨烯生长的原理，参与反应。
值得说明的是，即便是油泵位于系统气流的下游，还是形成了碳源的非刻意引入。可想而知，我们在通过 CVD 发制备石墨烯的时候，周围环境的变化，或是反应腔中不纯净的气氛都会影响石墨烯的生长。
3 麻省理工研制出石墨烯太阳能电池
麻省理工学院的研究人员近日开发出一种柔性透明的石墨烯太阳能电池。它可以被安装于各类物质表面上，从玻璃到塑料，连纸张和磁带也可以。
当煤和天然气逐渐从能源舞台上退出时，太阳能电池板却走到了普及的道路上。随着楼层越建越高，人们发现一天之中，阳光照在平地和屋顶的时间越来越短。常见的太阳能电池板已无法满足需求，人们急切需要像玻璃一样透明，能安装在更多场合或建筑侧面的电池板材料。
在可见光范围类，石墨烯设备的光透射率可达 61%，当材料厚度低至 550 纳米级别时，甚至可达 69%。而石墨烯太阳能电池的能量转换效率，则从 2.8%到 4.1%不等。
然而，用石墨烯制造太阳能电池的一个挑战在于，当两个电极粘在一起时，需要确保太阳能板衬底上的电子只从一个石墨烯层中流出。若在粘贴时，使用热融化或胶水的方式，都会损坏材料并降低材料的导电性。
资料来源：中国报告网整理，转载请注明出处（GQ）
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