納米碳溶膠

納米碳溶膠的應(yīng)用--二次電池

鉛酸蓄電池

添加納米碳溶膠電池活化劑的鉛酸電池，在電場(chǎng)的作用下，活化劑中的碳顆粒均勻地吸附在極板表面形成保護(hù)膜，防止極板活性物質(zhì)脫落和極板硫化、極化、鉛枝晶化的形成;降低電池內(nèi)阻;提高鉛酸蓄電池活性物質(zhì)的利用率;提高電池能量密度等各項(xiàng)蓄電池性能。

功效:1、鉛酸蓄電池容量增加10%-20%

2、延長電池使用壽命一倍以上

3、提高電池充放電接受能力到15C(國標(biāo)為3C)

4、節(jié)省充電時(shí)間50%

5、電荷保存能力28天達(dá)100%

6、低溫啟動(dòng)能力低到-50°C。

納米碳溶膠電池活化劑中碳顆粒具有極大的比表面積和選擇吸附性，對(duì)堿金屬如鋰離子有強(qiáng)的相互作用。添加納米碳溶膠電池活化劑的電池，其容量顯著提高，充放電循環(huán)性能好。用作負(fù)極材料做成鋰電池的首次放電容量高達(dá)1800mAh/g，可逆容量為800mAh/g。

納米碳溶膠中碳顆粒導(dǎo)電性能好;比表面積大;比表面利用率可達(dá)100%，加入電容器使極限容量上升3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，循環(huán)壽命在萬次以上(使用年限超過5年)。具有快速充放電特性，還可應(yīng)用于大功率超級(jí)電容器，用作車輛的啟動(dòng)、加速、爬坡時(shí)提高功率和剎車時(shí)回收能量的重要器件。

橡膠是一種伸縮性優(yōu)異的彈性體，但其綜合性能并不令人滿意。在普通橡膠中添加納米碳米溶膠，橡膠的強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性等性能均超過高檔橡膠制品，如輪胎側(cè)面膠的抗折性能由原來的10萬次提高到50萬次以上。

納米碳溶膠是一種新型的碳納米材料，因有優(yōu)異的納米碳顆粒特性和溶膠的穩(wěn)定性，將會(huì)在石化、醫(yī)藥、環(huán)保、防毒防護(hù)、催化劑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

納米碳溶膠碳粒徑10-100nm，呈球狀分散體，具有極大的比表面積和極高的比表面能、表面選擇吸附性、優(yōu)異的導(dǎo)電性;具有量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子遂道效應(yīng);具有優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性，在高溫條件下仍具有高強(qiáng)、高韌等奇異性;親水性極強(qiáng)，在水中的分散性極好，在常溫常壓下存放三年不發(fā)生團(tuán)聚。

經(jīng)篩選的廢舊鉛酸電池，添加納米碳溶膠電池活化劑后，在電場(chǎng)的作用下,活化劑的活性成份能固化極板;崩解不可逆硫酸鹽結(jié)晶;打通隔膜離子通道;激活電池的活性物質(zhì);降低電池內(nèi)阻，增進(jìn)電池電化學(xué)反應(yīng)。

功效:1、恢復(fù)電池容量90%以上

2、延長電池使用壽命1年以上

3、提高電荷保存能力

4、提高大電流充放接受能力

適用:普通用戶使用，電池容量在50%以上，直接添加即可修復(fù)。

專業(yè)店使用，電池容量在30%以上，配合各類充電儀。

黑碳?xì)馊苣z具有較為特殊的物理化學(xué)性質(zhì)。黑碳?xì)馊苣z具有多孔性，粒徑約在(0. 01~1) μm。在化學(xué)成分上非常接近于石墨,，在溫度高于400 ℃時(shí)才可以發(fā)生氧化。黑碳?xì)馊苣z對(duì)可見光和部分紅外光譜有很強(qiáng)的吸收能力，它在大氣中的各種化學(xué)和光化學(xué)反應(yīng)、非均相反應(yīng)以及氣粒轉(zhuǎn)化過程中起著重要作用。

盡管黑碳?xì)馊苣z在大氣氣溶膠成分中所占比例較小,一般占百分之幾到百分之十幾, 在大氣中濃度一般也較低。但它對(duì)環(huán)境的影響卻不容忽視，具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面:

由于黑碳?xì)馊苣z在從可見光到紅外的波長范圍內(nèi)對(duì)太陽輻射都有強(qiáng)烈的吸收效應(yīng), 所以對(duì)區(qū)域和全球氣候有著重要的影響。2000年的IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì))報(bào)告指出，黑碳?xì)馊苣z能夠?qū)е抡妮椛鋸?qiáng)迫, 從而極大地減弱氣溶膠對(duì)地球的冷卻效果。部分學(xué)者的研究表明，減少黑碳和有機(jī)碳的排放比減少二氧化碳和甲烷的排放更能減慢全球變暖。

由于黑碳?xì)馊苣z具有吸附性，黑碳?xì)馊苣z的表面能夠吸附其它污染物(如多環(huán)芳烴類、重金屬等)，可以通過呼吸作用，夾帶所吸附的有毒物質(zhì)進(jìn)入人體，從而引起呼吸系統(tǒng)哮喘以及心血管病、癌癥等疾病的發(fā)生，危害人類健康。此外，大量的黑碳?xì)馊苣z可明顯地降低大氣能見度;沉降附著在建筑物表面會(huì)破壞建筑物外觀;沉降到植物葉面會(huì)阻滯植物呼吸和光合作用從而降低農(nóng)作物產(chǎn)量等。

黑碳，又一個(gè)氣候"搗蛋鬼"

當(dāng)各國政要齊聚哥本哈根商議如何"收拾"二氧化碳、甲烷等溫室氣體的過度排放時(shí)，一群懸浮在半空的黑色顆粒物也正以某種神秘的方式跟地球氣候"搗蛋"。

一項(xiàng)由中國科學(xué)院和美國國家宇航局科學(xué)家合作完成的最新研究表明，隨雪花從天而降的黑碳加速了青藏高原冰川的融化;而且，融化的雪水并不能帶走黑碳，"世界屋脊"的命運(yùn)將因黑碳的積累而不斷惡化。

主持這項(xiàng)研究的中科院青藏高原研究所研究員徐柏青說，最近20年，青藏高原冰川開始融化的時(shí)間明顯提前，而融化的持續(xù)時(shí)間更長，這其中，天生吸熱的黑碳難辭其咎。

5支冰芯還原黑碳時(shí)空曲線

漂浮空中的黑碳，是地球上含碳物質(zhì)不完全燃燒的產(chǎn)物。火山爆發(fā)、森林大火冒出的黑煙中有它，煤、石油、秸稈等化石燃料及生物質(zhì)的燃燒，也增加著它的排放。

黑碳通常"游走"于距離地面2-5公里的高空，不斷"加熱"著大氣，海拔五六千米的青藏高原恰好處于這團(tuán)"熱氣"的包圍之中。

要近距離觀察這種加熱效應(yīng)并不容易，但降雪會(huì)將黑碳從云端帶入人間，沉積于白雪皚皚的崇山峻嶺。此次，科學(xué)家從青藏高原的不同方位分別鉆取了5支冰芯，分析其中深淺不一的冰層成分，結(jié)合大氣環(huán)流規(guī)律追蹤黑碳來源，還原了近60年來黑碳含量的時(shí)空曲線--上世紀(jì)五六十年代，歐洲的黑碳排放對(duì)青藏高原西北部冰川的融化有相當(dāng)"貢獻(xiàn)";八十年代中期以來，來自南亞的黑碳在青藏高原東南部大量"集結(jié)"，以幾倍于過去的力道"侵蝕"著冰川。

"雖然我們尚無法斷言黑碳的融雪作用到底有多強(qiáng)，但國際同行的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)證明，隨著黑碳的沉降累積，原本反光的白雪會(huì)'吃'進(jìn)更多陽光。"讓徐柏青不安的是，黑碳的"破壞力"會(huì)隨著冰雪消融而不斷增強(qiáng)，當(dāng)冰川表層的新鮮降雪流失殆盡，黑碳會(huì)順勢(shì)溜入下一層積雪，繼續(xù)"搞破壞"。

黑碳?xì)馊苣z來源可分為自然源和人為源兩種。火山爆發(fā)、森林大火等自然現(xiàn)象可以造成部分黑碳?xì)馊苣z排放，但由于此類自然現(xiàn)象的發(fā)生具有一定的區(qū)域性和偶然性，在區(qū)域或全球范圍內(nèi)，其對(duì)大氣中黑碳?xì)馊苣z濃度的長期背景值變化貢獻(xiàn)不大，相反，人為源排放具有廣泛性和持續(xù)性。尤其是自工業(yè)革命以來，世界人口數(shù)量快速增長，人類大量使用煤、石油等化石燃料，出于農(nóng)業(yè)目的的生物焚燒也大大增加，進(jìn)而造成黑碳?xì)馊苣z排放量的持續(xù)增加，另外由汽車尾氣帶來的黑碳?xì)馊苣z排放也成為大氣中尤其是城市區(qū)域大氣中黑碳?xì)馊苣z的重要來源。

黑碳?xì)馊苣z在大氣中濃度較低，在大氣氣溶膠成分中所占比例也比較小，一般占百分之幾或十幾，在全球的濃度分布也具有明顯的差別，一般情況下，黑碳?xì)馊苣z濃度城市地區(qū)高于鄉(xiāng)村地區(qū)，大陸區(qū)域高于海洋區(qū)域，北半球高于南半球地區(qū)。