石墨烯是一种单原子厚的碳原子层，以六方晶格排列，因其卓越的性能和在各个行业的潜在应用而被誉为“神奇材料”。自 2004 年发现石墨烯以来，研究人员和工程师一直在探索石墨烯彻底改变从电子产品到储能等一切事物的潜力。汽车行业是从石墨烯的应用中受益匪浅的行业之一，该材料的独特性能可以推动创新，并有助于开发更高效、可持续和高性能的车辆。

石墨烯的独特特性有可能推动汽车行业的重大创新，从而开发出更高效、可持续和高性能的汽车。从轻质材料和改进的电池到先进的传感器和耐用涂层，石墨烯有望在塑造汽车技术的未来方面发挥关键作用。随着这一领域的研究和开发不断取得进展，我们很可能会看到越来越多的基于石墨烯的创新进入未来的车辆。

在汽车领域，石墨烯具有什么样的应用呢？

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。车辆的重量对其燃油效率有直接影响，更轻的车辆需要更少的能量来移动，因此产生更少的排放。石墨烯非常坚固且重量轻，其强度重量比明显高于钢或铝。这使其成为开发轻型车辆部件（如车身面板、底盘和内饰件）的理想选择。通过在这些部件中加入石墨烯，制造商可以减轻车辆的总重量，从而提高燃油效率并减少排放。

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，出色的导热性也使其成为用于车辆热管理系统的理想材料。高效的热管理对于保持各种汽车部件的性能和寿命至关重要，尤其是在高性能车辆和电动动力总成车辆中。石墨烯基材料可用于开发更高效的散热器和热界面材料，有助于更有效地散热并防止关键部件过热。

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。

7.先进传感器和电子元材料

石墨烯可以推动汽车行业创新的另一个领域是先进传感器和电子元件的开发。石墨烯独特的电子特性使其成为用于柔性和透明电子设备（如触摸屏和传感器）的理想材料。这可能导致开发更先进和用户友好的信息娱 乐系统，以及用于各种安全和性能功能的更准确和响应更快的传感器。

8.汽车保护涂料和油漆材料

最后，将石墨烯加入汽车涂料和油漆中可以提高车辆的耐用性和保护性。石墨烯基涂层已被证明具有出色的耐腐蚀、耐刮擦和抗紫外线损伤能力，这有助于延长车辆外部的使用寿命并随着时间的推移保持其外观。

总之，石墨烯的独特特性有可能推动汽车行业的重大创新，从而开发出更高效、可持续和高性能的汽车。从轻质材料和改进的电池到先进的传感器和耐用涂层，石墨烯有望在塑造汽车技术的未来方面发挥关键作用。随着这一领域的研究和开发不断取得进展，我们很可能会看到越来越多的基于石墨烯的创新进入未来的车辆。

那么只有石墨烯被用在汽车上吗有没有一种可能汽车能产出石墨烯呢？不要以为我在开玩笑，这件事情已经被研究人员做到了。

汽车废塑料巧变石墨烯

近日，莱斯大学(Rice University)和福特公司的研究人员合作，利用该校的闪速焦耳加热(flash Joule heating)工艺，将报废车辆中的塑料部件变成石墨烯。

运动型多功能汽车(SUV)中平均含有350Kg的塑料。如果不经过回收，这些塑料可能要长年累月地待在垃圾填埋场，造成环境污染。

这研究能将回收利用的汽车废塑料变成石墨烯，并通过一种节能技术将其用于制造新的汽车部件。这项研究结果为全球在用的14亿辆乘用车产生的需填埋垃圾，提供了一个潜在处理办法。

美国莱斯大学詹姆斯·图尔(James Tour)和研究生Kevin Wyss负责利用名为焦耳热闪蒸(flash Joule heating)的节能技术进行演示，将二手车塑料转换成高质量石墨烯。将混合的研磨塑料和焦炭添加剂(用于导电)封装在管中的电极之间，然后进行高压爆 炸。突如其来的高温(高达近5000华氏度)使其他元素蒸发，并留下易于溶解的混层石墨烯。该技术使用电流加热碳，将其变成石墨烯，只需使用低成本设施，且无需对塑料进行分离或分类，也无需溶剂、熔炉或水。测试表明，加入石墨烯的泡沫(仅含0.1%或更少的石墨烯)，抗拉强度提高了34%，低频噪声吸收率提升25%。当新车报废时，这些泡沫可以再次变成石墨烯。

车辆上有数百种不同的塑料树脂、填充物和增强材料组合，难以进行分离，最终大部分混合塑料被焚烧掉了。Tour表示：“这些不是像塑料瓶那样的可回收材料，不能进行熔化和重塑。因此福特研究人员求助于莱斯的闪速焦耳加热工艺。”

近期有研究显示，将废塑料变成石墨烯是可行的，石墨烯是一种宝贵材料(每吨价值6万-20万美元)，具有高导电性和较高的热稳定性、化学稳定性等实用特性。这一过程或许是将汽车塑料回收变成石墨烯的可行手段。石墨烯有时也会作为部分汽车塑料的添加剂，提高强度和噪音吸收率

据以往研究评估，仅过去六年，汽车中使用的塑料就增加了75%，这是为了减轻重量和提高燃油经济性。因此，将混合的塑料废弃物进行分类回收，是汽车行业面临的长期问题之一。同时由于环境法规逐渐收紧，这一问题变得更加关键。Tour表示：“在欧洲，汽车制造商必须回收95%的报废材料，这是很难做到的。”

该项目结合生命周期分析(LCA)，将来自汽车闪速加热部件的石墨烯与其他方法生产的石墨烯进行比较，并评估回收效率。结果表明，与其他方法相比，利用闪速焦耳加热来制造石墨烯，可显著减少能耗、温室气体排放和用水。

福特研究中心专注于可持续性和新兴材料的技术专家Alper Kiziltas表示，自2018年以来，福特在其汽车中使用的聚氨酯泡沫材料高达60磅，其中约有2磅是石墨烯增强型聚氨酯泡沫材料。“从莱斯那里拿到石墨烯后，将其以很小的量加入泡沫中，可以看到材料性能显著改善。这为福特的应用提供了卓越的机械和物理性能，超出预期效果。”

相比传统的石墨烯生产方式，焦耳热闪蒸技术在能源需求、全球变暖作用、耗水量方面都更低。该项研究或成为朝着更环保石墨烯生产方式的一次进步。

文章来源： 小烯哦 ，石墨烯联盟，钜大LARGE