石墨烯电暖器 知乎，石墨烯电采暖器

入冬后，气温持续下降，各种取暖设备“登场”。目前，除了用于取暖的“三光”——取暖器外，热水袋、电热毯、石墨烯电暖器、空气源热泵等也逐渐从实验室普及到普通家庭，帮助抵御严寒。更低碳、更环保。

石墨烯电加热器：无需等待温度升高，立即加热。

这是一种被称为“南方冬天”的寒冷，但在没有全面集中供暖的南方，电炉是冬天的必需品。

几年前，石墨烯对普通大众来说还是实验室里的“冷”名词，但现在石墨烯材料已被用于取暖器，成为市场上的新宠。

资料显示，石墨烯被誉为材料行业的“黑金”，是目前最薄、最强、导电导热、知名度最高的新型纳米材料。天津大学化工学院教授张胜在接受科技日报记者采访时表示，无缺陷单层石墨烯的导热系数可达5300 W/m（一个单位）。导热系数），是目前导热系数最高的碳材料。

此外，石墨烯具有极高的电热转换效率，开启电源后，可将99%的电能转化为热能，且功耗极低。石墨烯电加热器具有良好的导电性和导热性，因此具有非常高的加热效率，无需等待温度升高即可立即加热。

与传统供暖系统相比，石墨烯在产生热量时会发出直径为8-14微米的远红外线，可以将热量输送到不同的房间。这种远红外线对人体无害，并且像阳光照射人体一样给人温暖的感觉。

值得注意的是，石墨烯材料相对较薄，因此可以制造出可以贴在地板上的加热膜，实现空间内自然均匀的加热。它还兼容目前流行的踢脚线取暖器，不仅美观，而且移动方便，不占用太多空间。

碳纳米管电地暖：99.8%的电能可转化为热能。

我国北方很多城市现在已经完成了从暖气片到地暖的升级。然而，在集中供暖尚未完全普及的南方地区，电地暖装置成为怕冷的人们的一种选择。

但目前市场上的电地暖系统很多采用电热丝或碳晶（石墨粉、碳纤维丝）等制成，能耗大、安全性低、功率衰减大。还有其他问题。许多人一想到版税就更加焦虑。不过，碳纳米管技术应用在电地暖上，有望解决南方地区安装地暖的问题。

“碳纳米管和石墨烯都是碳材料‘大家族’的成员，但与石墨烯的平面结构不同，碳纳米管主要是碳原子呈六边形排列的管状结构。在几何层面上，碳纳米管可以认为是碳纳米管。”碳纳米管是由石墨片沿同一轴多层缠绕而成的中空管，根据壁层数的不同，可分为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。南开大学化学学院研究员牛志强表示，正是这种结构特征，使得碳纳米管在硬度、韧性和稳定性方面表现出优异的性能。

数据显示，1991年首次发现的碳纳米管具有优异的补强性能和韧性，与高分子材料结合后非常稳定，但同时碳纳米管还具有优异的电特性。这种方法可以大大提高电地暖的稳定性和安全性。

通常，电地暖厂家将碳纳米管浆料涂在导电材料上，碳纳米管重叠形成平面导电膜结构，同时在碳纳米管导电膜的两面涂覆金属电极即可做到。碳纳米管，管表面热源。碳纳米管通电后，以远红外线的形式发射能量，形成均匀发热的平面加热元件，产生大量的热量，并以远红外线的形式散发到外界。

此时碳纳米管的电热转换效率高达99.8%，远红外转换效率高达83%。另外，碳纳米管电地暖是利用远红外线来加热空气，但远红外线不会加热空气，且辐射距离有限，因此无法将热量牢固地“困”在靠近地面的地方。覆盖人体运动范围，实现高效节能。

空气源热泵：运行时无明火，无废气排放。

长期以来，我国农村普遍采用燃煤取暖。但所使用的燃烧材料没有经过净化处理，加之低空排放，对环境造成了一定的污染，也影响了人们的健康。为改善生活条件，我国北方不少农村地区正在积极推进清洁取暖替代煤炭。

“在清洁能源替代煤炭的过程中，空气源热泵供暖备受关注。”天津大学建筑设计规划院建筑工程师冯卫星在接受科技记者采访时表示。日常的。空气源热泵由压缩机和膨胀阀组成，而膨胀阀又由蒸发器和冷凝器组成，以恒定流量的空气为热源，用少量的电能驱动（吸热发热） 。 （压缩后释放到空气中），可满足农村多种采暖需求。

空气源热泵利用空气中的热能作为主要能源，因此其能源效率大约是普通电加热器的三倍。与燃煤或燃气锅炉等传统供暖方式相比，空气源热泵可节能30%左右。

“此外，空气源热泵也是安全环保的供暖设备。”冯卫星说，运行时无明火、无废气，大大降低了火灾、爆炸和中毒的可能性。减少污染物排放，改善空气质量。

同时空气源热泵的运行也非常稳定，不用担心突然“罢工”。空气源热泵相比太阳能不存在受天气影响的缺点，即使阴天、下雪天也能正常运行。目前，新一代超低温空气源热泵可适应低至-25的环境。

PTC 陶瓷加热器：紧凑、便携、防水

南方的冬季气温或许没有北方那么低，但寒冷依然深入骨髓，尤其是在潮湿寒冷的环境下，让人在晒日光浴时都想给自己的身体贴上“小太阳” .马苏。公共汽车。最近推出的PTC陶瓷（正温度系数陶瓷）加热技术，让大家随身携带“小太阳”的愿望成为现实。

“PTC一般是指具有较大正温度系数的半导体材料或元件。”专家表示，电阻可以根据体温调节，以将温度保持在设定点恒定。在中低功率模式下工作时，PTC与传统加热元件相比具有恒温加热、无明火、热转换率高、对电源电压影响最小、自然寿命长等优点。

PTC陶瓷是由高纯钛酸钡与铌、铋、锑、铅、锰、硅等氧化物混合，在13001350摄氏度的环境下烧结而成的电子陶瓷。在室温下，电阻值很小，但当温度升高到一定程度以上时，电阻值迅速增大千倍甚至百万倍，而当温度下降时，电阻值又恢复到原来的值。

PTC陶瓷便携式空气加热器就像一个小电风扇一样迷你，利用内置风扇将空气吹过PTC陶瓷加热元件来实现加热。启动速度快，并具有自动控温功能。同时，PTC陶瓷发热体具有防水功能，适合在浴室中使用。

它还具有内部温度限制器，如果风扇出口被堵塞，可以自动关闭电源。同时，这种取暖器还具有电子防摔保护功能，可以实现跌倒时自动断电保护。 （本刊记者陈石）