近日，東旭光電合作方北京理工大學(xué)的曲良體教授和他的團(tuán)隊(duì)就用水和石墨烯產(chǎn)生的電力成功點(diǎn)亮了LED燈泡，讓我們再一次為科學(xué)點(diǎn)贊。

能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)62% 石墨烯+水=能源新革命

2月17日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志，以亮點(diǎn)工作形式，報道了曲良體教授團(tuán)隊(duì)近期的石墨烯研究成果，題目為“來自于水和石墨烯的能量”。

《自然》雜志刊登了曲良體教授的石墨烯研究成果

此外，該研究成果還全文刊發(fā)在近期的《能源和環(huán)境科學(xué)》雜志上。

文 中介紹稱，北京理工大學(xué)的曲良體教授和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了由氧化石墨烯制備的三維結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)具有足夠大的孔洞，可允許水分子自由通過。當(dāng)水從這種材料的 頂部流淌到底部的時候，水分子將和氧化石墨烯中的含氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，分離形成氫離子;剩下的氧基團(tuán)則非均一的分布在材料中，這將產(chǎn)生足夠多的離子，從而生 成電能。

根據(jù)測算，這種能量轉(zhuǎn)化方式的轉(zhuǎn)化效率高達(dá)62%?；谶@種技術(shù)，曲良體教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制造出了以人體呼吸時濕度變化為電源的濕度傳感器用以檢測不同運(yùn)動狀態(tài)下的人體呼吸特點(diǎn)，首次實(shí)現(xiàn)自供電的即時人體健康監(jiān)測。

同時基于上述發(fā)現(xiàn)，還可通過捕捉空氣中濕度擴(kuò)散過程蘊(yùn)含的化學(xué)勢能，將其轉(zhuǎn)化為可直接利用的電能，這開啟了一種全新的潛在能量源，在新能源領(lǐng)域具有可觀的前景。

科學(xué)界普遍認(rèn)為，隨著化石燃料儲量的逐漸減少和環(huán)境污染的日益加劇，新型環(huán)境友好型能量轉(zhuǎn)化技術(shù)在新一代能源發(fā)生系統(tǒng)開發(fā)中展現(xiàn)出巨大的潛力。

水通過含有氧化石墨烯薄片的材料產(chǎn)生電能示意圖

據(jù) 了解，曲良體教授為教育部長江學(xué)者特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，主要從事具有碳–碳共軛結(jié)構(gòu)的納微米材料研究，涉及碳納米管、石墨烯、導(dǎo)電高分子等 的可控制備、功能化修飾及其應(yīng)用研究。主持國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、面上項(xiàng)目，國家重大基礎(chǔ)研究發(fā)展(973)計(jì)劃課題等。

北京理工大學(xué)曲良體教授接受采訪

截 至目前，曲良體教授已在Science， Angew. Chem. Int. Ed.， Adv. Mater.， J. Am. Chem. Soc.，Nano Lett.等國際重要期刊發(fā)表論文130多篇，論文他引3000余次。其中，在Science發(fā)表的“碳納米管陣列仿生壁虎腳”研究成果，開啟了納米仿生 領(lǐng)域的新篇章。

為合作伙伴叫好 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合共推石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

曲 良體教授在致力于前沿科學(xué)研究的同時，也積極與企業(yè)合作推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。資料顯示，其研發(fā)團(tuán)隊(duì)早在2014年就與石墨烯領(lǐng)軍企業(yè)東旭光電攜手打造了 “東旭光電石墨烯技術(shù)研究院”。2015年3月，雙方還共同成立了國內(nèi)第一家以石墨烯新材料的技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目孵化和產(chǎn)業(yè)運(yùn)營平臺——北京旭碳新材料科技有 限公司(簡稱：旭碳新材)，表明其石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)入最后沖刺環(huán)節(jié)。

東旭光電投資負(fù)責(zé)人王忠輝稱，非?？春们俭w教授這項(xiàng)技術(shù)未來的應(yīng)用前景，該技術(shù)屬于能量轉(zhuǎn)化方面的重大技術(shù)突破。他表示，雙方的合資公司旭碳新材也在持續(xù)關(guān)注石墨烯在能量轉(zhuǎn)化和儲存方面的研發(fā)和應(yīng)用，如鋰電池負(fù)極研究項(xiàng)目即屬于能量儲存方面的研究。

據(jù)悉，北理工技術(shù)入股旭碳新材合資公司的三項(xiàng)發(fā)明專利技術(shù)屬于不同維度石墨烯材料可控組裝制備技術(shù)，可以制備從一維石墨烯纖維到基底上三維石墨烯功能膜的系統(tǒng)性合成方法，在項(xiàng)目公司啟動之初即已奠定了較高的技術(shù)起點(diǎn)

“目前，合資公司部分石墨烯項(xiàng)目的研發(fā)已進(jìn)入中試階段。”東旭光電董秘龔昕表示，東旭光電石墨烯應(yīng)用目前有三個方向：1、透明導(dǎo)電膜;2、散熱膜;3、鋰電負(fù)極材料。截止目前，鋰電負(fù)極材料最有望率先取得突破，快的話今年就會看得到業(yè)績貢獻(xiàn)。

東旭光電是國內(nèi)最大的集液晶玻璃基板裝備制造、技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品生產(chǎn)銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。其圍繞石墨烯新材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用很早就開始探索和布局，去年12月，以國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)投資布局領(lǐng)軍企業(yè)身份參與組建“京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟”。

此外，東旭光電還在去年4月份與中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟共同成立了北京東旭華清投資有限公司，加強(qiáng)在信息交流、資源整合、戰(zhàn)略規(guī)劃、市場推廣等領(lǐng)域開展全方位的合作，以打造專業(yè)的石墨烯投融資平臺。

去年10月底，“東旭光電”杯2015中國國際石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽在青島舉行，石墨烯發(fā)現(xiàn)者、2010年諾貝爾物理學(xué)獎得主安德烈海姆(Andre Geim)教授出席并與王忠輝就石墨烯產(chǎn)研合作的未來前景進(jìn)行了深入的交流和探討。

東旭光電投資負(fù)責(zé)人王忠輝與石墨烯發(fā)現(xiàn)者、諾貝爾獎得主安德烈.海默舉行會談