近日，記者從中科院上海硅酸鹽所獲悉，該所科學家已研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料具有極佳的電化學儲能特性，可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續航35公里。相關研究成果已于18日發表在世界頂級期刊《科學》上。超級電容器，是介于傳統電容器和電池之間的一種電化學儲能裝置。由于具有功率密度高、循環壽命長、安全可靠等特點，現已廣泛應用于混合電動汽車、大功率輸出設備等多個領域。如何讓超級電容器兼具高功率、高能量，長期以來科學家并沒有找到理想材料。為破解這一難題，中科院上海硅酸鹽所聯合北京大學、美國賓夕法尼亞大學展開持續攻關。黃富強研究團隊最終發現，石墨烯是超級電容器電極的最佳選擇。通過反復試驗、設計、合成，黃富強研究團隊發現，氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現最佳。不僅能實現高能量密度、高功率密度，而且還可以通過使用水基電解液，做到無毒、環保、價格低廉、安全可靠。據介紹，該新型石墨烯超級電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制備，實現規模生產。因性能較鉛酸、鎳氫等電池有明顯的競爭優勢，且在快速充放方面又遠遠優于鋰電池，因此該“超級電池”可廣泛應用于現有混合電動汽車、大功率輸出設備的更新換代。
首先來看發表在《科學》雜志上的這篇論文，題目是《Nitrogen-doped mesoporous carbon of extraordinary capacitance for electrochemical energy storage》，翻譯過的大致意思是高電容氮摻雜介孔碳在電化學儲能上的應用。雖然是Nitrogen-doped，即氮摻雜但沒有提到graphene——石墨烯。讀完全文后也會發現研究的材料是ordered mesoporous carbon，即有序介孔炭并非石墨烯。
其次，在給出了超級電容器定義的情況下，這篇關于超級電容器材料的研究在記者手下稱為電池。在整片論文里寫到的數據多是電容、儲存比能之類。比如該材料在水性電解質中電容為855 F/g，比一般超級電容要高很多。儲存比能能夠達到41Wh/kg(19.5 Wh/L)，跟鉛酸電池差不多。然而并未出現任何關于充電只需7秒鐘，即可續航35公里的內容。
最后，說到該材料的制作工藝。需要采用SiO2模板，CVD(化學氣相沉積)工藝及設備，氫氟酸以及硝酸。在實驗室里這些材料、工藝就成本不低，氫氟酸以及硝酸還有危險性。尤其在進行大規模工業化生產時無論從哪個環節看都談不上無毒、環保、價格低廉、安全可靠。至于“可采用低成本制備，實現規模生產”從何談起，文中提到“by combining chemical vapor deposition with a sol-gel process of inexpensive, environmentally friendly”，只是溶膠凝膠法與化學氣相沉積結合相對制備經濟、環境友好的意思。
本篇論文能夠發表在科學上，已經說明了在該領域的學術水平。但從實驗室階段到工業化生產，這個過程需要不少的時間?！?015全球石墨烯產業研究報告》統計，中國不僅2012年底研究石墨烯的論文發表數目位列全球第一，而且近三年專利數量迅升首位，只是論文質量的創新性有待提高。就目前中國國內的情況而言，我注意到的現象是很多媒體記者炒作大于科研人員在背后地踏實科研。比如這樣的新聞也不少，“美研制新超級電池幾秒內完成充電，石墨烯概念股受益”、“石墨烯電池充電10分鐘跑1000公里，七股將井噴”、“電動車充電只要一分鐘？石墨烯概念股卷土重來”。
世界在變化，科學在發展。技術的多樣性則意味著目前看似不可能的東西在未來也會變成可能。個人且先不對石墨烯在電池領域的未來前景妄下結論，但請一些媒體記者在現階段對科學的報道要客觀，不要見風就是雨，夸大其詞。在報道前好好做一些功課，讓新聞更加真實準確。類似事件不斷發生意味著我國的科普還有很多的路要走，相關人員以及普通群眾的科學素養也有待提高，避免鬧出相信“一氧化二氫在中國大量使用正帶來毀滅性后果”的笑話。
