石墨烯灯泡发亮的原理

Question

如题所述

Answer 1

1. 石墨烯发热原理主要依赖于其卓越的传热性能。石墨烯的导热系数远超铜、铝、铁等传统金属，仅次于热管，但与热管不同，石墨烯无需依赖工质或吸液芯，因此可以灵活制成多种形状，如传热板、传热管，甚至是导热膜。
2. 在实验中，研究人员将石墨烯置于氯化铜溶液中，并观察到LED灯点亮。实际上，他们需要构建六个石墨烯电路，使其串联以产生所需的2V电压，从而使LED灯发光，形成所观察到的图像。
3. 徐子涵及其同事解释称，这一现象发生时，铜离子带有双重正电荷，在溶液中的移动速度约为每秒300米，得益于溶液在室温下的热能。当离子撞击石墨烯带时，碰撞产生的能量足以使电子从石墨烯中脱离。
4. 电子在石墨烯中的移动速度快于其在溶液中的移动速度，因此电子更倾向于穿过石墨烯并进入电路，而非与铜离子结合。这一特性使得LED灯得以点亮。
5. 这个装置产生的能量完全来自周围环境的热量。研究人员可以通过加热溶液或使用超声波来加速铜离子，从而提高电流。仅依靠周围的热量，这个石墨烯电池就能持续运行20天。
6. 尽管这一研究提出了一种基于热能的发电新方法，但仍有一个重要的疑问：是否可能有某种化学反应在这一过程中产生了电流，类似于传统电池的工作原理。