2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是目前世界上已知的最轻、最薄的新材料之一,石墨烯厚度仅为头发丝的20万分之一,强度却是钢铁的200倍。
这种在市场上称为“新材料之王”的石墨烯,能够很好的助力减碳目标的实现。我们知道降低空气中二氧化碳的含量,主要有三种解决办法,包括减排、碳汇、碳捕获、利用与封存。
有研究结果表明,在汽车上使用石墨烯润滑油可以节能5%——15%,采用石墨烯碳纳米技术制备的发热体,与不同载体制备成电热膜、电热毯,电加热布,电地毯,以及石墨烯可控光热数字大棚等,与传统产品相比更为环保安全,综合来看可以实现25%以上的节能效果。
石墨烯为什么如此不同?下面我们从石墨烯发热膜的角度,来聊一聊这个新材料是如何做到节能,助力减碳目标的实现:
1、石墨烯拥有最高的导电速度,电阻比银还低,有效电热能总转换率达99%以上,而传统的电热丝发热等等,电热能总转换率只能在70%-80%左右。
2、石墨烯拥有最高导热系数,纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK,这样的特点意味着可以减少热量在传输的浪费。
3、在石墨烯发热芯片两端电极通电的情况下,发热芯片中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子,碳分子团在跳跃性运动过程中相互摩擦产生波长在5-14微米的远红外热能。 人体吸收远红外热能后不仅使人体皮肤表层产生热效应,而且还通过分子产生共振作用,从而使皮肤的深层组织自身发热。而传统材料发热是通过空气或者固体等介质传导热量给人体,性能自然不如石墨烯产生的远红外光线。
基于以上三点,所以石墨烯可以达到25%以上的节能效果,助力减碳目标的实现。这也是为什么市场上采用石墨烯材料的发热产品,很多都可以做到低功率发热的原因。