湖大两博士生“改装”铝离子电池 首次实现万次循环无衰减

□记者 谢樱 长沙报道

到东北雪乡看雪相机会“罢工”？炎炎夏日手机暴晒会“中暑”，频繁死机、速度变慢，甚至发生自燃或爆炸？这些都是锂离子电池在低温、高温下欠佳的表现。

近日，全球历史最悠久﹑最知名的学术出版商之一WILEY数据库制作了一部视频短片，用以介绍解决上述问题的答案——将三维石墨烯作为正极、铝片作为负极的铝离子电池，其表现出高容量和长循环寿命等优异特性。而这一“答题”者，正是湖南大学化学化工学院于馨智博士、物理与微电子科学学院王斌博士后。

于馨智博士介绍，锂离子电池的充放电过程，其实就是锂离子在阴阳极之间往返嵌入和脱嵌。他们发现，采用低能等离子体轰击三维石墨烯这一材料，可以在其表面得到多孔结构。随着轰击时间的延长，三维石墨烯表面形成了许多纳米级的孔洞结构，从而使得离子的嵌入变得更加容易，这就提高了电池的容量。此外，锂元素化合态在自然界中含量较少，属于稀有金属元素，价格较贵。而铝元素，却是地壳中含量最高的金属元素。

WILEY数据库旗下国际著名期刊《Advanced Materials》在线发表了这一铝离子电池正极材料，于馨智博士、王斌博士为共同第一作者。

在实验中，这一铝离子电池在0度—80度的温度范围内都表现出了优异的性能：10000次循环无衰减，容量高达148mAh/g，充电80s可以持续放电超过3100s。在国际上也是首次实现了铝离子电池10000次循环后容量仍高于100mAh/g。这一优异性能有望使铝离子电池广泛应用于公共交通和便携设备中。

新方法可“唤醒”石墨烯超导性能

□记者 张家伟 伦敦报道

一个国际团队日前在《自然·通讯》发表报告说，他们找到一种新方法来激活石墨烯本身的超导性，如果相关技术发展成熟将极大地拓展这种材料在不同领域的应用范围。

石墨烯是一种只有一个原子层厚度的二维材料，具有轻薄、强韧和导电导热等性能，是被工业界寄予厚望的新一代材料。科学家一直相信这种材料本身具有超导性，但此前还没找到方法去证实。

由剑桥大学领衔的团队将石墨烯与一种名为“镨铈铜氧化物”的超导材料搭配进行实验，成功唤醒了石墨烯中“沉睡”的超导性。

通常来说，超导体的直流电阻率在一定低温下会突然消失，这被称作零电阻效应。导体没有电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。超导体目前在核磁共振成像扫描仪以及磁悬浮列车中都有应用，这类材料还能用于制造更高效的电缆以及储能设备。

报告作者之一、剑桥大学学者杰森·罗宾逊说，团队通过精密显微仪器观察后确认，实验中石墨烯呈现的超导性并非来自外部，“镨铈铜氧化物”的作用仅仅是作为一种辅助材料来激发石墨烯内在的超导性。但团队目前还不清楚在石墨烯中所激发超导性的具体属性。

石墨烯作为超导体将打开很大的想象空间。据团队介绍，“被唤醒”后的石墨烯能够用于超级计算机的制造，并且它内在的特殊超导性也能让学术界更深入地对不同超导体属性开展深入研究。