一個徹底的突破正在改變人類未來, 一個等待了17年的時刻終於到來

點選載入圖片

在21世紀初，曼徹斯特大學的兩位物理學家遇到了一個轟動性的發現。在他們的一個實驗中，他們分離出了一種全新的物質。這是一種具有獨特性質的材料——科學上已知的最薄同時也是最堅固的材料。

它幾乎完全透明，同時密度大到甚至能阻止最小的氣態原子氦的透過。這可能是有史以來發現的最不尋常的物質，一種薄如原子的碳片，擁有非凡的特性——石墨烯。

對安德烈-蓋姆和康斯坦丁-諾沃謝洛夫（Andre Geim and Konstantin Novoselov）來說，這一發現為他們贏得了諾貝爾獎。然而，自2004年以來，看到它在現實世界中的應用的期望仍然只是期望而已。

近二十年來，石墨烯一直沒有脫離 “它將徹底改變世界 ”的狀態。獲取石墨烯的實驗室方法不適用於規模生產。而大量無瑕疵地生產石墨烯的成本使其價格對任何行業來說都是無法承受的。

今年年初，當廣汽集團宣佈從9月開始大規模生產使用石墨烯電池的電動汽車時，事情變得不再簡單。Aion 5將是第一輛配備這種技術的汽車。第一輛能夠在8分鐘內從0-80%充電的汽車。也是第一輛擁有1000公里自主權的汽車，幾乎是特斯拉Model 3的2倍航程。

點選載入圖片

這個等待了17年的時刻終於到來。石墨烯已經正式開始了它的革命，而電動汽車將是第一個被席捲的領域。

一次徹底的創新

自從石墨烯誕生以來，它就被寄予以廣泛的用途和潛在的創新：更快的計算機晶片、超級高效的太陽能電池，當然還有超級電池。醫學、電子學、光處理、能源和環境將只是從其採用中獲得巨大利益的幾個行業。

石墨烯將徹底改變當今的水淨化技術，創新建築施工方法，甚至代表了清理核廢料的新解決方案。

然而，在其所有可能的應用中，特別令人驚訝的是其儲存電力的能力。

一片足球場大小的石墨烯只有幾克重，可以被壓縮成一節AA電池，並將比其他任何具有相同體積的電池儲存更多的能量。

此外，石墨烯還解決了鋰電池的兩個關鍵問題：

一旦放電就容易變形和導電效能差。

石墨烯具有高導電性，能保持其形狀，使電池的壽命更長，並能在管理更強的電荷的同時進行快速充電，可以更有效地服務於家庭，而汽車可以更快地充電。

最後，石墨烯將為未來幾代電池帶來現代技術無法想象的創新，例如：

靈活性。彎曲目前的電池意味著損害了其完整性和功能。相反，石墨烯可以適應變形而不失去其特性。這使得石墨烯電池非常有吸引力，例如，用於實現摺疊式電子裝置——如智慧手機和平板電腦。

可延展性。石墨烯可以滿足新興的可摺疊電子裝置的需求，從而使裝置可以在不改變功能和可靠性的情況下變形。例如，石墨烯已被用於生產超級電容器，可以拉伸其長度的八倍。

可穿戴性。石墨烯為可穿戴裝置開闢了新的方案。它可以很容易地被改造和組裝成微纖維，並使用傳統的編織技術織成織物。早在2011年，透過在棉織品上塗抹石墨烯，獲得了第一個基於紡織品的石墨烯電池。

快速充電。鋰離子電池存在充電時間長的問題，以小時計，而消費者正在尋找能在幾分鐘甚至幾秒鐘內充電的東西。為此，石墨烯可以提高鋰離子電池的容量，改善其充電速度。

透明度。石墨烯具有97%的透明度，它將有助於透明電子產品的發展，使全透明的顯示器成為可能，而且更有效率。

更持久。石墨烯將引入更大的儲存容量和更長、更好的生命週期，使電動汽車的續航能力和電子裝置的執行時間成為目前電池無法比肩的存在。

可能也太激進了

當廣汽集團在1月份聲稱已經開發出石墨烯電池的可擴充套件製造系統時，許多人認為這是一種虛誇。

一些專家認為，石墨烯電池仍需數年時間，該技術尚未成熟。其他人則認為，有可能生產出絢麗的原型，但大規模生產並不可行，特別是對汽車製造商而言。

但是，儘管有所有的疑慮，廣汽集團在7月舉行的技術日上很早就證明了其觀點。該電池已經通過了最嚴格的測試，並且它已經離開實驗室，準備進入現實世界。

目前，外部沒有人知道所使用的石墨烯型別，更不知道其製造過程。人們知道的是，廣汽集團已經解決了石墨烯價格的複雜問題，將其成本降低到正常情況下的十分之一。

但是，隨著一個問題的解決，另一個問題就出現了。

若要達到滿意的充電時間，則需要600千瓦以上的超高功率站。

廣汽集團將在2021年建造100多個這樣的電站，但風險在於，這樣的裝置將使電網陷入困境。去年，在廣汽集團於1月公開其計劃的幾個月前，專家和石墨烯初創企業的所有者就已經指出了這個問題。

“電網幾乎不能解決我們現在的問題”。一家專注於石墨烯的初創公司的執行長說，“這只是我無法真正看到的事情，因為它的功率實在太大。”這不僅僅是建造一個核電站。這也是電力輸送的問題：城市的線路是否能夠適應這種激增的電力？“

換句話說，未來的超高速充電站將因此需要帶有靜態儲存的緩衝器。但在這方面，仍有許多技術正在研究中。

寫在最後

圍繞石墨烯的炒作，往往是出於科學家對其工作激發興趣的需要。但是最後，對這種材料的所有期望正在變成可感知的東西。

如果技術日上的Aion V演示在開始工業化生產後得到進一步確認，我們將處於整個移動世界、所有技術和材料的劃時代革命的起點。

在未來，石墨烯將被應用於幾乎所有東西。但就目前而言，一輛足夠便宜的汽車對大眾來說是支援這項技術的決定性選擇，以放棄化石燃料。