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2021-01-16

无畏寒冬,石墨烯应用取暖领域!

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如果说21世纪物理学界最伟大的发现,则当属石墨烯与量子计算机。自2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授,从石墨中成功分离出石墨烯后,引起了物理学界一片哗然,二人也因为发现了石墨烯,在2010年被授予诺贝尔物理学奖。

 

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诺贝尔物理学奖得主:康斯坦丁·诺沃肖洛夫

 

时至今日,石墨烯自发现至今已度过10年光阴。这十年间,从我国科学界到企业家都重未停止过对石墨烯的研究与探索。例如华为就曾耗资800亿元砸在了对于石墨烯的开发与应用之上,过程可谓崎岖不堪。然而......

 

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曼彻斯顿石墨烯实验室

 

功夫不负有心人,这十年来我国石墨烯历经艰难坎坷,突破了一个个技术关口,如今对于石墨烯的应用不仅实现了量化制备,将曾经“比金子贵10倍”具有“黑金之王”称号的石墨烯变成了“白菜价”,在科技成果应用上,可谓实现了弯道超车。

 

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从石墨中剥离出的石墨烯

 

除了应用在航天等高科领域,更是让石墨烯科技之花在汽车、电池、通讯、油料、制暖等诸多领域绽放结果,实现了军民两用,共享成果的美好局面。

那么,石墨烯究竟有何等魅力,让世界竟能如此着迷?石墨烯制暖科技,又将为我们的家庭生活带来哪些改变?

 

石墨烯为人类带来无尽想象空间

 

我们当今所生活的时代,又被称为石油时代。石油赋予了这个时代一切的存在,从汽车、飞机等燃料,再到塑料等上万种与我们生活密切相关的物品中,可谓是息息相关。而石墨烯的出现,则打破了世界石油为王的规则......

 

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高倍电镜下的单原子层石墨烯

 

石墨烯分子结构呈六角型蜂巢状,它的厚度虽然仅有我们头发丝的十万分之一,但强度却是钢铁的200倍以上。但其所具备的改变世界的潜力,则在于超高的导电属性与热超导属性。这是什么概念呢?

 

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石墨烯与碳纤维复合制成的车身,重量极度轻质化,但强度比钢铁高200倍以上

 

举个例子,目前我们日用化导电属性最高的物质是金属—银。而石墨烯的导电效果则比银要快100倍以上;在热超导属性方面,其电热能转化效率高达98%以上,一片巴掌大的石墨烯薄膜连上充电宝,10秒内最高可升温至200℃以上,更是令人大开眼界。

 

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石墨烯的热超导特质,最先被应用在航天发动机散热

 

比如石墨烯电池,运用在手机上,充电5秒钟就能让手机使用一个月;运用在新能源汽车上,充电10分钟就能让汽车行驶1000公里以上;在实际应用中,华为的5G手机运用石墨烯热超导特质,将石墨烯制成散热膜,使手机散热效果达到前所未有之高;石墨烯汽车让车身实现最大轻质化,但车身强度却比钢铁高出百倍....

 

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使用石墨烯电池的汽车,充电10分种能跑1000公里以上

 

石墨烯衣物、石墨烯润滑油、石墨烯涂料.....石墨烯正在代替石油,逐渐成为21世纪科技发展的新起点。正如中国石墨烯领域奠基人冯冠平教授所言“石墨烯将是当今时代下硅的替代者,石油的终结者,将为这个时代开启新的科学纪元。”

 

石墨烯制暖科技,取暖费将成为历史


但关于石墨烯的运用方面,最先给我们的生活将带来巨大改变的,无疑于是石墨烯制暖科技。不仅将替代暖气成为清洁取暖的主流趋势,还将打破南方冬季取暖不便的格局,最关键的是,随着石墨烯制暖科技的日用化增速,我们在今后将告别取暖费,给家里减轻不小的开销。

 

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一副内含石墨烯薄膜的装饰画,就能在冬季满足整个客厅的制暖

 

其实早在2016年,石墨烯制暖科技就早已陆续步入许多家庭。其使用寿命平均长达50年以上,因其制热原理和传统暖气的燃煤取暖方式完全不同,所以不用取暖费就能直接使用,且使用寿命期内不用进行维护。

 

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石墨烯薄膜产品生产

 

据现场测试,在面积120㎡的房屋内加装石墨烯制暖设备后,7分钟左右室温即可达到23℃以上,而暖气要达到这一效果,则至少需要两个小时以上。除了室内升温迅速、制暖均匀稳定、环保节能等特点,石墨烯制暖科技对于传统暖气相比而言,不亚于电灯对煤油灯的改变。

 

10.png加装在地板下的石墨烯电热膜(施工现场)

 

最令人感到神奇的是,石墨烯制暖科技因其核心组件是一层薄如蝉翼的石墨烯薄膜,因此在家庭的加装过程中,十分灵活多变!

 

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加装在地板后的石墨烯地暖科技,升温十分迅速且均匀

 

例如,在未装修的毛坯房里,石墨烯智暖系统可以隐藏在地板或瓷砖下,还可以隐藏在墙体中,让整个房屋形成3D暖墙群;对于已经装修过的房屋,则可以将石墨烯制暖系统加装在装饰画内,在合理布局下让房屋取得全方位温暖。

 

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石墨烯制暖发热示意图

 

石墨烯制暖系统可以说实现了将“有形化无形”,并且实现了智能化、数字化交互。通过智暖系统控制组件,我们通过WIFI就能与制暖系统相连,打开手机就能灵活控制房屋内各区域温度高低。

比如睡觉前,将除卧室外的区域适当降低温度;上班离家后全屋关闭制暖,快到家前5分钟再开启,就能让室内如沐春风。关于石墨烯制暖科技所带来的种种特点,细数下来每一项都足已令人难以忘怀。

 

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石墨烯应用研究

 

在当今环保、节能为主的时代之下,石墨烯制暖科技不仅有着比暖气更快的升温速度、制热稳定性,还更加方便与我们对室温的随心把握。

 

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在地面加装石墨烯制暖系统后,制热稳定性均匀

 

对于北方家庭来说,随着石墨烯制暖科技的日用化,可以为家里今后减去不小的取暖开支;对于南方家庭来讲,这无疑是冬季解决潮湿寒冷的好方法。

 

本文部分图片、文字内容来源于网络

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