一个彻底的突破正在改变人类未来，一个等待了17年的时刻终于到来

在21世纪初，曼彻斯特大学的两位物理学家遇到了一个轰动性的发现。在他们的一个实验中，他们分离出了一种全新的物质。这是一种具有独特性质的材料——科学上已知的最薄同时也是最坚固的材料。

它几乎完全透明，同时密度大到甚至能阻止最小的气态原子氦的通过。这可能是有史以来发现的最不寻常的物质，一种薄如原子的碳片，拥有非凡的特性——石墨烯。

对安德烈-盖姆和康斯坦丁-诺沃谢洛夫（Andre Geim and Konstantin Novoselov）来说，这一发现为他们赢得了诺贝尔奖。然而，自2004年以来，看到它在现实世界中的应用的期望仍然只是期望而已。

近二十年来，石墨烯一直没有脱离 "它将彻底改变世界 "的状态。获取石墨烯的实验室方法不适用于规模生产。而大量无瑕疵地生产石墨烯的成本使其价格对任何行业来说都是无法承受的。

今年年初，当广汽集团宣布从9月开始大规模生产使用石墨烯电池的电动汽车时，事情变得不再简单。Aion 5将是第一辆配备这种技术的汽车。第一辆能够在8分钟内从0-80%充电的汽车。也是第一辆拥有1000公里自主权的汽车，几乎是特斯拉Model 3的2倍航程。

这个等待了17年的时刻终于到来。石墨烯已经正式开始了它的革命，而电动汽车将是第一个被席卷的领域。

一次彻底的创新

自从石墨烯诞生以来，它就被寄予以广泛的用途和潜在的创新：更快的计算机芯片、超级高效的太阳能电池，当然还有超级电池。医学、电子学、光处理、能源和环境将只是从其采用中获得巨大利益的几个行业。

石墨烯将彻底改变当今的水净化技术，创新建筑施工方法，甚至代表了清理核废料的新解决方案。

然而，在其所有可能的应用中，特别令人惊讶的是其储存电力的能力。一片足球场大小的石墨烯只有几克重，可以被压缩成一节AA电池，并将比其他任何具有相同体积的电池存储更多的能量。

此外，石墨烯还解决了锂电池的两个关键问题：一旦放电就容易变形和导电性能差。石墨烯具有高导电性，能保持其性状，使电池的寿命更长，并能在管理更强的电荷的同时进行快速充电，可以更有效地服务于家庭，而汽车可以更快地充电。

最后，石墨烯将为未来几代电池带来现代技术无法想象的创新，例如：

• 灵活性。弯曲目前的电池意味着损害了其完整性和功能。相反，石墨烯可以适应变形而不失去其特性。这使得石墨烯电池非常有吸引力，例如，用于实现折叠式电子设备--如智能手机和平板电脑。
• 可延展性。石墨烯可以满足新兴的可折叠电子设备的需求，从而使设备可以在不改变功能和可靠性的情况下变形。例如，石墨烯已被用于生产超级电容器，可以拉伸其长度的八倍。
• 可穿戴性。石墨烯为可穿戴设备开辟了新的方案。它可以很容易地被改造和组装成微纤维，并使用传统的编织技术织成织物。早在2011年，通过在棉织品上涂抹石墨烯，获得了第一个基于纺织品的石墨烯电池。
• 快速充电。锂离子电池存在充电时间长的问题，以小时计，而消费者正在寻找能在几分钟甚至几秒钟内充电的东西。为此，石墨烯可以提高锂离子电池的容量，改善其充电速度。
• 透明度。石墨烯具有97%的透明度，它将有助于透明电子产品的发展，使全透明的显示器成为可能，而且更有效率。
• 更持久。石墨烯将引入更大的存储容量和更长、更好的生命周期，使电动汽车的续航能力和电子设备的运行时间成为目前电池无法比肩的存在。

可能也太激进了

当广汽集团在1月份声称已经开发出石墨烯电池的可扩展制造系统时，许多人认为这是一种虚夸。

一些专家认为，石墨烯电池仍需数年时间，该技术尚未成熟。其他人则认为，有可能生产出绚丽的原型，但大规模生产并不可行，特别是对汽车制造商而言。

但是，尽管有所有的疑虑，广汽集团在7月举行的技术日上很早就证明了其观点。该电池已经通过了最严格的测试，并且它已经离开实验室，准备进入现实世界。

目前，外部没有人知道所使用的石墨烯类型，更不知道其制造过程。人们知道的是，广汽集团已经解决了石墨烯价格的复杂问题，将其成本降低到正常情况下的十分之一。

但是，随着一个问题的解决，另一个问题就出现了。若要达到满意的充电时间，则需要600千瓦以上的超高功率站。

广汽集团将在2021年建造100多个这样的电站，但风险在于，这样的装置将使电网陷入困境。去年，在广汽集团于1月公开其计划的几个月前，专家和石墨烯初创企业的所有者就已经指出了这个问题。

“电网几乎不能解决我们现在的问题”。一家专注于石墨烯的初创公司的首席执行官说，"这只是我无法真正看到的事情，因为它的功率实在太大。"这不仅仅是建造一个核电站。这也是电力输送的问题：城市的线路是否能够适应这种激增的电力？"

换句话说，未来的超高速充电站将因此需要带有静态存储的缓冲器。但在这方面，仍有许多技术正在研究中。

写在最后

围绕石墨烯的炒作，往往是出于科学家对其工作激发兴趣的需要。但是最后，对这种材料的所有期望正在变成可感知的东西。

如果技术日上的Aion V演示在开始工业化生产后得到进一步确认，我们将处于整个移动世界、所有技术和材料的划时代革命的起点。

在未来，石墨烯将被应用于几乎所有东西。但就目前而言，一辆足够便宜的汽车对大众来说是支持这项技术的决定性选择，以放弃化石燃料。

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