石墨烯在汽车领域的应用

众所周知,石墨烯具有一系列优异的性质,在许多领域都有潜在的应用,那么,在汽车领域,石墨烯具有什么样的应用呢?下面我们一起来看一下。

1.汽车轻量化材料

石墨烯材料的强度是钢的100倍,具有较高的强度和硬度,但其密度较低,质量较轻,是理想的汽车轻量化材料。将石墨烯作为增强相开发的轻质复合材料可用作汽车车身材料。日前,利物浦Briggs汽车公司在其品牌产品BACMONO单座跑车的车身中就使用了石墨烯材料,该跑车也已通过道路测试。

2.汽车用高耐磨材料

石墨烯复合材料除了作为车身材料,在汽车零部件领域也可以得到应用。比如,汽车轮胎。将石墨烯材料加入到汽车轮胎中可使得轮胎更加耐磨、防穿刺,而且能大大提高使用寿命。四川大学高分子材料工程国家重点实验室,已经自主研发出世界首个石墨烯橡胶轮胎。

3.高导热复合材料

石墨烯的热传导率高达5300W/m·k,将其与导热性高聚物复合可制成强度高、导电导热性好、质量轻的优质复合材料。石墨烯的超二维纳米结构可以保证热量在加热区域内的均匀释放,可用于汽车加热座椅材料。

4.汽车防腐涂装材料

石墨烯具有较高的化学稳定性,表面疏水,耐酸碱化学腐蚀。有研究将石墨烯喷涂于钢表面,浸泡于海水中可以保持一个月不生锈,而普通高性能涂料仅能维持几天时间。因为石墨烯的高疏水性以及独特的纳米结构,可以将其运用于车用涂料领域,提高防腐效果。

5.车用导电功能性材料

在汽车燃油供给系统中,以快速紊流方式流动的燃油能产生静电,用于燃油供给系统的部件(包括油箱,油管接头,过滤器等)需要其导电率能阻制静电堆积,消除火花、爆炸等危险。目前,以碳纳米管作为添加剂的导电塑料已成功应用于汽车燃油供给系统。石墨烯具备与碳纳米管相媲美的导电性能,且制备成本更低,完全可以用于导电功能塑料领域。基于石墨烯的导电功能塑料还可以运用于汽车挡泥板、门把手、镜盒等方面,方便车身的静电喷涂,省去了相对于非导电性塑料在静电喷涂前需要进行的表面导电化处理。

6.电动汽车储能材料

动力电池是新能源汽车的心脏。尽管目前国家大力推广电动汽车,但是续航里程短、充电时间长等短板,依旧阻碍着电动汽车的市场化。目前,作为电源的储能装置主要有锂离子动力电池、超级电容器和燃料电池,三者均要求其电极材料具备大的比表面积、高的导电性和良好的电化学稳定性,这为石墨烯提供了广泛的运用空间。