用于剥离和/或功能化层状物体的方法及相关装置与流程

1.本发明涉及生产旨在掺入复合材料，特别是聚合物复合材料中的纳米填充剂的领域。所述纳米填充剂特别指层状材料，例如石墨烯或石墨烯材料。
2.本发明还涉及这种纳米填充剂的处理，特别是剥离和/或功能化。


背景技术：

3.通过化学酸和/或氧化处理对层状材料进行湿式功能化是由现有技术已知的。所述处理需要使用有害的化合物，这些化合物需要严格的操作条件并对环境有重大影响。
4.通过等离子体处理对层状材料进行功能化也是由现有技术已知的。这些等离子体处理方法涉及等离子体与待处理材料表面的相互作用，导致等离子体的活性物质与待处理材料发生反应。
5.通过超声对层状材料进行剥离的技术是由现有技术已知的。这种方法效率有限，因为它需要若干步骤才能获得所需的结果。
6.现有技术还包括微机械剥离，通过该剥离，石墨烯片通过分离一层或一组石墨片或石墨烯材料片而实现机械分离。这种方法在工业规模上是不可行的。
7.本发明的目的尤其是：
[0008]-免除使用有害或对环境有重大影响的化合物，和/或
[0009]-获得具有很少层的层状材料，和/或
[0010]-从宏观层状材料开始获得具有很少层的层状材料，和/或
[0011]-使层状材料功能化，和/或
[0012]-在单个步骤中获得层状材料和/或在单个步骤中使层状材料功能化和/或在单个步骤中获得经功能化的层状材料，和/或
[0013]-在获得的层状材料和/或获得的经功能化的层状材料中几乎不引入结构缺陷，和/或
[0014]-能量不是很密集，但实施容易且简单，和/或
[0015]-控制获得的层状材料和/或获得的经功能化的层状材料。


技术实现要素：

[0016]
为此，提出了用于剥离和/或功能化层状物体的方法，包括以下步骤：
[0017]-将第一电极的至少一部分浸没在含有待剥离和/或待功能化的层状物体的液体中，
[0018]-在液体外放置第二电极；第二电极的至少一部分与液体的表面相对，
[0019]-通过在第一电极和第二电极之间施加电压差，在与液体表面相对的第二电极的至少一部分和液体的所述表面之间产生等离子体。
[0020]
优选地，第一电极的电压大于第二电极的电压。
[0021]
第一电极的电压可以小于第二电极的电压，以使剥离大于功能化。第一电极的电
压可以小于第二电极的电压，以降低或不再获得功能化。换言之，第一电极的电压可以小于第二电极的电压，以便在实施该方法期间主要或排他地进行层状物体的剥离。
[0022]
根据本发明，层状是指结构包含平行的层的物体。
[0023]
第二电极和/或第一电极的部分可以放置在与液体的表面接触的气体中。
[0024]
与液体表面相对的第二电极的至少一部分可以是：
[0025]-第二电极的端部，和/或
[0026]-与液体的表面相对的电极表面的全部或部分。
[0027]
根据本发明：
[0028]-第一电极和第二电极之间的电压差大于1000伏，和/或
[0029]-与液体表面相对的第二电极的至少一部分与液体表面之间的距离d1大于1μm，和/或
[0030]-第一电极和第二电极之间的电压差的施加时间长于10皮秒，和/或
[0031]-两次连续的在第一电极和第二电极之间施加电压差之间的时间间隔大于0.1ns，和/或
[0032]-放置第二电极的气体的压力大于1帕(pa)和/或小于1
×
107pa。
[0033]
优选地，第一电极和第二电极之间的电压差可以根据气体压力和距离d1的乘积进行调整，或者反之亦然，以便产生等离子体，即以满足气体的击穿条件。
[0034]
优选地，放置第二电极的气体是与液体的表面接触的气体。
[0035]
放置第二电极的气体的非限制性实例可以是空气，氮气，稀有气体例如氙气、氪气、氩气、氖气或氦气，或气体混合物。
[0036]
第一电极和/或第二电极可以包含耐火材料，优选地包含占主要比例的耐火材料。
[0037]
第一电极和/或第二电极可以主要或基本上由耐火材料构成。
[0038]
第一电极和第二电极可以包含钨和/或碳。
[0039]
待剥离和/或待功能化的层状物体可以包括石墨、黏土材料、过渡金属硫属化物、层状硅酸盐和/或石墨烯材料。
[0040]
优选地，待剥离和/或待功能化的层状物体主要或基本上包括石墨、黏土材料、过渡金属硫属化物、层状硅酸盐和/或石墨烯材料。待剥离和/或待功能化的层状物体可以主要或基本上由石墨、黏土材料、过渡金属硫属化物、层状硅酸盐和/或石墨烯材料构成。
[0041]
根据本发明，经剥离的层状物体和/或经功能化的层状物体的层数小于25。
[0042]
待剥离和/或待功能化的层状物体可以包括石墨和/或石墨烯材料，并且经剥离和/或经功能化的物体可以是由石墨烯制成的。
[0043]
在本技术的框架内，认为石墨烯是由数量小于25的层组成。
[0044]
待剥离和/或待功能化的层状物体的至少一个尺寸可以大于100纳米。
[0045]
待功能化和/或待剥离的层状物体可以单个尺寸大于100纳米或两个尺寸大于100纳米或三个尺寸大于100纳米。
[0046]
方法可以包括调节：
[0047]-第一电极和第二电极之间的电压差，以便：
[0048]
●
通过增加或减小第一电极和第二电极之间的电压差来增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0049]
●
通过减小或增加第一电极和第二电极之间的电压差来减少液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0050]-放置第二电极的气体的性质和/或放置第二电极的气体的压力，以便：
[0051]
●
通过降低气体的击穿电压来增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0052]
●
通过提高气体的击穿电压来减少液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0053]-含有待剥离和/或待功能化的层状物体的液体的性质和/或含有待剥离和/或待功能化的层状物体的液体的电导率，以便：
[0054]
●
通过添加一种或多于一种酸降低ph和/或通过添加一种或多于一种盐增加液体的电导率来增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0055]
●
通过添加一种或多于一种碱提高ph和/或通过降低溶液的盐度以降低液体的电导率来减少液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0056]-第二电极的表面积，以便：
[0057]
●
通过增加与等离子体相互作用的第二电极的表面积来增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0058]
●
通过减少表面泄漏和/或收集与等离子体相互作用的电荷来减少液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化。
[0059]
优选地，并且除非在本技术中另有说明，否则具有增加剥离和/或功能化(或分别减少剥离和/或功能化)效果的参数的调整不具有减少剥离和/或功能化(或分别增加剥离和/或功能化)的效果。
[0060]
酸可以是指在酸碱反应过程中表现得像酸的物质，而碱可以是指在酸碱反应过程中表现得像碱的物质。特别地，碱可以是指能够接受一个或多于一个质子(h
+
)的化学物质，而酸可以是指能够提供一个或多于一个质子(h
+
)的化学物质。
[0061]
根据本发明，调节可以是修改或调整。
[0062]
根据本发明，增加或减少剥离和/或功能化可以定义为增加或减少剥离速率和/或功能化速率。
[0063]
优选地，方法可以在大气压下实施。
[0064]
方法可以包括调节：
[0065]-与液体的表面相对的第二电极的至少一部分与液体表面之间的距离d1，以便：
[0066]
●
通过减小与液体的表面相对的第二电极的至少一部分与液体表面之间的距离，来通过促进液体中包含的层状物体的均匀状态或丝状状态以增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0067]
●
通过增加与液体的表面相对的第二电极的至少一部分与液体表面之间的距离，来通过促进液体中包含的层状物体的丝状状态或均匀状态以减少液体中包含的层状物体的剥落和/或功能化，和/或
[0068]-在第一电极和第二电极之间施加电压差的时间，以便：
[0069]
●
通过增加在第一电极和第二电极之间施加电压的时间来增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0070]
●
通过减少在第一电极和第二电极之间施加电压的时间来减少液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0071]-两次连续施加电压差之间的频率，以便：
[0072]
●
通过增加两次连续施加电压差之间的频率来增加液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化，和/或
[0073]
●
通过减小两次连续施加电压差之间的频率来减少液体中包含的层状物体的剥离和/或功能化。
[0074]
在调节距离d1的情况下，作为增加功能化的非限制性实例，减小距离d1可以具有与增加距离d1相同的效果。这种效果是由于等离子体放电状态的变化，例如从均匀放电状态转变为丝状放电状态或反之亦然。
[0075]
根据本发明，还提出了用于剥离和/或功能化层状物体的装置，其包含：
[0076]-至少一个第一电极，其包含旨在浸没在包含待剥离和/或待功能化的层状物体的液体中的至少一部分，
[0077]-旨在放置在液体外的至少一个第二电极；至少一个第二电极的至少一部分旨在与液体的表面相对，
[0078]-脉冲电源发生器，用于在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间发射电脉冲，布置所述脉冲电源发生器以便在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间施加大于1000伏的电压差。
[0079]
优选地，至少一个第一电极和至少一个第二电极相对于彼此放置和/或发生器被布置成使得在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间不产生等离子体。
[0080]
优选地，在至少一个第一电极的表面和至少一个第二电极的表面之间没有等离子体延伸。至少一个第二电极的表面可以是旨在与液体的表面相对放置的至少一个第二电极的至少一部分。
[0081]
优选地，至少一个第一电极和至少一个第二电极相对于彼此放置和/或发生器被布置成使得从旨在与液体的表面相对放置的至少一个第二电极的至少一部分开始产生等离子体。优选地，从与液体的表面相对的至少一个第二电极的至少一部分开始到旨在浸没至少一个第一电极的至少一部分的液体的表面产生等离子体。
[0082]
至少一个第一电极和至少一个第二电极可以相对于彼此布置，使得分隔所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极的距离d2大于表示为d
e1e2
的距离，从该距离开始并在其下方沿距离d
e1e2
在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间延伸的空间区域中产生等离子体，和/或
[0083]-可以布置发生器以便在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间施加小于表示为v
cl-elec
的电压的电压v，使得在沿距离d2在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间延伸的区域中产生等离子体。
[0084]
优选地，对于给定的气体和气体压力：
[0085]-对于施加在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的表示为v
app
的电压差，至少一个第一电极和至少一个第二电极相对于彼此的布置使得至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的距离d2大于将至少一个第一电极和至少一个第二电极相隔开的距离d
e1e2
，从该距离开始并在其下方沿距离d
e1e2
在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间
延伸的空间区域中产生等离子体，和/或
[0086]-对于至少一个第一电极和至少一个第二电极相对于彼此的布置，使得至少一个第一电极和至少一个第二电极之间相隔表示为d
elec
的给定距离，发生器被布置成使得在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间施加小于表示为v
cl-elec
的电压的电压v，使得沿距离d2在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间延伸的区域中产生等离子体。
[0087]
优选地，至少一个第一电极和至少一个第二电极的布置和/或施加在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的电压v使得沿距离d2在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间延伸的空间区域中的气体的击穿电压v
cl-elec
大于沿距离d1的在旨在与液体表面相对放置的至少一个第二电极的至少一部分和液体表面之间延伸的空间区域中的称为v
cl-liq
的气体的击穿电压。
[0088]
换言之，施加在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的电压差和/或至少一个第一电极和至少一个第二电极相对于彼此的布置使得在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间延伸的空间区域中不产生等离子体。
[0089]
优选地，称为露出部分的第二电极的仅一部分旨在放置在气体中。
[0090]
根据本发明，“将物体例如电极的部分置于介质例如气体或液体中”是指物体表面与介质的直接接触。
[0091]
作为非限制性实例，至少一个第一电极和/或至少一个第二电极可以是长条形的形式或板的形式。
[0092]
至少一个第一电极和/或至少一个第二电极可以是单个电极或可以包含若干电极。
[0093]
至少一个第一电极和/或至少一个第二电极可以是彼此连接或不连接的一组电极。至少一个第一电极和/或至少一个第二电极可以是电极网络。
[0094]
装置可以包含单个发生器或若干发生器。
[0095]
装置可以包含若干发生器，并且至少一个第一电极和/或至少一个第二电极优选地包含若干电极；每个发生器连接至若干电极的单个电极或若干电极。
[0096]
优选地，第一电极的电压大于第二电极的电压。
[0097]
至少一个第一电极可以：
[0098]-包含旨在置于放置至少一个第二电极的气体中的并且与至少一个第二电极相隔距离d2的部分，所述距离d2根据放置至少一个第二电极的气体的性质和/或压力进行调整，使得由发生器施加的电压差小于气体的击穿电压，或
[0099]-不包含旨在置于放置至少一个第二电极的气体中的部分。
[0100]
距离d2可以定义为将旨在置于放置至少一个第二电极的气体中的至少一个第一电极的部分与至少一个第二电极相隔开的最小距离。
[0101]
优选地，旨在置于放置至少一个第二电极的气体中的部分是旨在露出的第二电极的部分。
[0102]
整个至少一个第一电极可以旨在浸没在液体中。不包含旨在置于放置至少一个第一电极的气体中的部分可以对应于整个至少一个第一电极旨在浸没在液体中的情况。
[0103]
至少一个第一电极可以是长条形的形式，并且：
[0104]
●
主要在方向b1上延伸，方向b1连接：
[0105]
■
包含旨在与液体的表面相对放置的至少一个第二电极的至少一部分的平面p1，和
[0106]
■
旨在浸没在液体中的至少一个第一电极的至少一部分的端部，
[0107]
●
包含旨在浸没在液体中的至少一个第一电极的至少一部分的至少一个第一电极的部分相对于平面p1沿b1方向突出；浸没在液体中的至少一个第一电极的至少一部分的端部与平面p1之间的距离d3大于2mm。
[0108]
至少一个第二电极和/或至少一个第一电极和至少一个第二电极可以是长条形的形式。
[0109]
根据本发明：
[0110]-平面p1和液体的表面之间的距离d1可以大于1μm，和
[0111]-包含旨在浸没在液体中的至少一个第一电极的至少一部分的端部的平面p2与液体的表面之间的距离d4可以大于1mm，所述距离d4等于d3和d1之差。
[0112]
装置可以包含含有待剥离和/或待功能化的层状物体的液体；至少一个第一电极和至少一个第二电极相对于彼此放置和/或发生器被布置以施加电压差，电压差适于在与液体表面相对放置的至少一个第二电极的至少一部分和液体表面之间产生等离子体。
[0113]
优选地，至少一个第一电极和至少一个第二电极的布置和/或施加在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的电压v是这样的：
[0114]-沿距离d2在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间延伸的空间区域中的气体的击穿电压v
cl-elec
大于沿距离d2的在旨在与液体表面相对放置的至少一个第二电极的至少一部分和液体表面之间延伸的空间区域中的称为v
cl-liq
的气体的击穿电压，和-施加在至少一个第一电极和至少一个第二电极之间的电压v：
[0115]
●
大于电压v
cl-liq
，和
[0116]
●
小于电压v
cl-elec
。
[0117]
优选地，将根据本发明的装置布置成以便实施根据本发明的方法。根据本发明的方法的任意特征都可以集成在根据本发明的装置中。
[0118]
优选地，根据本发明的方法由根据本发明的装置实施。根据本发明的装置的任意特征都可以集成在根据本发明的方法中。
附图说明
[0119]
本发明的其他优点和特征将通过阅读非限制性的实施方式和实施方案的具体描述及以下附图变得明显：
[0120]
[图1]图1是根据本发明的装置的实施方案的示意图，
[0121]
[图2]图2是示出了溶液的ph、溶液的电导率和溶液的温度根据实施根据本发明的方法期间的时间变化的曲线图，
[0122]
[图3]图3示出了处于悬浮状态的通过该方法处理的层状填充剂与处于悬浮状态的参比层状填充剂的对比照片，
[0123]
[图4]图4示出了处理前的层状填充剂的拉曼光谱和处理后的层状填充剂的拉曼光谱。
具体实施方式
[0124]
由于以下描述的实施方案绝不是限制性的，尤其可以认为本发明的变体包括仅选择所描述的特征，并与所描述的其他特征分别考虑(即使在包含这些其他特征的句子中该选择被分别考虑)，前提是选择该特征足以赋予技术优势或使发明相对于现有技术的状态有所区别。该选择包括至少一个优选功能性的没有结构细节的特征，或者至少一个优选功能性的仅具有部分结构细节的特性，前提是该部分单独足以赋予技术优势或使本发明相对于现有技术的状态有所区别。
[0125]
参照图1描述了根据本发明的装置1和方法。在通过装置1实施根据本发明的剥离和/或功能化方法期间使用的层状物体是“knano”公司以商业名称“kng-180”销售的石墨填充剂。石墨填充剂具有尺寸大于100纳米的宏观尺寸。经剥离和/或经功能化的物体由石墨烯制成。经剥离的和/或经功能化的物体可以包括石墨烯和石墨烯材料。方法在环境温度下实施。旨在放置至少一个第二电极6即根据实施方案的单个第二电极6的气体2是空气2。放置第二电极6的气体2的压力大于1帕(pa)和/或小于1
×
107pa。根据实施方案，空气2处于大气压下。包含层状物体并且旨在浸没至少一个第一电极5即根据一个实施方案的单个第一电极5的至少一部分4的液体3是去离子水3。方法在液体3的体积为300ml的溶液上实施，并且石墨填充剂质量为200mg。除非另有说明，否则将该方法实施超过一小时。第二电极6旨在放置在液体3的外部。第二电极6的至少一部分7旨在与液体3的表面8相对。装置1包括发射第一电极5和第二电极6之间的电脉冲的脉冲功率发生器10。布置脉冲发生器10以便在第一电极5和第二电极6之间施加大于1000伏的电压差。根据实施方案，电压差为6kv。优选地，第一电极5的电压大于第二电极6的电压。根据一个实施方案，第二电极6接地，第一电极5连接脉冲发生器10。
[0126]
当实施该方法时，第一电极5的部分4浸没在液体3中。第一电极5和第二电极6相对于彼此放置和/或发生器10被布置以施加电压差，该电压差适于在与液体3的表面8相对放置的第二电极6的部分7和液体3的所述表面8之间产生等离子体9。在实践中，称为击穿的等离子体的产生是在遵循帕邢定律的条件下发生的，即在气体的压力和电极之间的距离的乘积使气体的击穿电压最小化的情况下。通常，选择第二电极5和液体3的表面8之间几毫米的距离，结合比击穿电压更大的电压，以便确保在气体混合物2或纯的气体2中的等离子体放电9。
[0127]
第一电极5和第二电极6相对于彼此放置和/或发生器10被布置以在第一电极5和第二电极6之间不产生等离子体。通过在第一电极5和第二电极6之间施加电压差在与液体3的表面8相对的第二电极6的部分7和液体3的表面8之间产生等离子体9。作为非限制性示实例，根据本发明产生的等离子体具有大约1mm3的尺寸，并且可以认为是小尺寸的等离子体。10cm3或大于10cm3的尺寸的等离子体可视为大尺寸等离子体。
[0128]
与旨在与液体3的表面8相对的第二电极6的部分7与液体3的表面8之间的距离d1大于1μm，根据一个实施方案其为1mm。装置1包括被布置以便在第一电极5和第二电极6之间施加电压持续长于10皮秒的施加时间的纳秒斩波器11。根据本发明，施加时间为1μs。脉冲的平均电功率大约为36w。纳秒斩波器11被布置成使得两次连续的在第一电极5和第二电极6之间施加电压差之间的时间间隔优选地长于0.1ns。根据一个实施方案，该时间间隔大约为170μs。高压脉冲方案(通常具有大于1000伏的电压)的好处是通过在大气压力下的空气2
中的等离子体击穿9期间引起冲击波来促进剥离石墨的过程。然后，位于液体3的表面8上的石墨填充剂可以经历它们的石墨烯平面的机械分离。该放电方案的另一个好处是允许高能等离子体功能化，同时具有一种能量不是很密集的方法，具有根据放电条件的10w至120w的平均功率。通过仅需要气体2(此处为空气)的击穿电压，该方法可以继续进行直到电流达到数安培。
[0129]
第一电极5的部分12旨在位于放置第二电极6的气体3中。部分12与第二电极6相隔距离d2。根据放置第二电极6的气体的性质和/或压力调整距离d2，使得由发生器10施加的电压差小于气体的击穿电压。
[0130]
根据一个实施方案，第一电极5和第二电极6为长条形的形式。第一电极5主要在方向b1上延伸，方向b1连接：
[0131]
■
包含旨在与液体3的表面8相对放置的第二电极6的部分7的平面p1，和
[0132]
■
旨在浸没在液体3中的第一电极5的部分4的端部13。
[0133]
包括旨在浸没在液体3中的第一电极5的部分4的第一电极5的部分相对于平面p1在方向b1上突出。旨在浸没在液体3中的第一电极5的部分4的端部13与平面p1之间的距离d3大于2mm。包含旨在浸没在液体3中的第一电极5的部分4的端部13的平面p2与液体3的表面之间的距离d4大于1mm，所述距离d4等于d3和d1之差。
[0134]
参照图2描述了该方法对溶液3的效果。水相3将在其初始固有性质方面发生显著变化，特别是在其组成方面，这将改变其ph和电导率。液体3的组成的这种变化特别是由于等离子体9和液体3之间的相互作用，更特别是由于源自等离子体9的物质如电子、离子和其他自由基或能量物质在液体3的表面8上的逐步溶剂化。介质3的变化、其酸化和逐渐升温同样是可变参数，这也促进了石墨在表面和液体3的体积中的剥离过程，以及石墨烯平面功能化的反应机制。
[0135]
参照图3呈现了该方法对获得的石墨烯纳米填充剂的功能化效果的效率。纳米填充剂悬浮液的沉降速率是悬浮液中纳米填充剂的表面状况的指标。纳米填充剂的功能化在纳米填充剂的表面引入化学基团或化学官能团，特别是极性基团或极性官能团，特别是含有氧原子的极性基团或极性官能团，例如羟基、羰基和/或羧基，这促进纳米填充剂的悬浮和稳定性。在图3a)、图3b)和图3c)的每一个中，左侧的样品是其中悬浮有通过该方法获得的纳米填充剂的水溶液，而右侧的样品是其中悬浮有“knano”公司以商业名称“kng-180”出售的纳米填充剂的水溶液。图3a)、图3b)和图3c)分别示出了搅拌刚结束、搅拌后5分钟和搅拌后1小时的样品图像。1小时后，在含有通过该方法获得的处于悬浮状态的纳米填充剂的样品中没有观察到明显的沉降，而5分钟后，在含有处于悬浮状态的参比纳米填充剂的溶液中观察到明显的沉降。这证明了对根据本发明的纳米填充剂进行功能化的方法的效率。通过热重分析结合质谱和x射线光电子能谱分析揭示的石墨烯平面表面上羧基的检测也证实了填充剂表面状况的这种改变。因此，这些基团可用于特定的功能化处理或促进石墨烯平面在聚合物基体中的分散。
[0136]
参照图4，左图示出了在实施该方法之前的初始石墨填充剂的拉曼光谱。右图示出了实施该方法后获得的石墨烯纳米填充剂的拉曼光谱。注意到碳平面的小幅退化，其是在现有技术的化学处理结束时观察到的十分之一。通过表示为“id/i
g”的比率来评估“缺陷率”，其等于具有缺陷特征的表示为d的光谱带与碳的sp2杂化状态特征的表示为g的光谱带
的比值。
[0137]
因此，在可以与上述实施方案中的另一个组合的变体中：
[0138]-待剥离和/或待功能化的层状物体包括黏土材料、过渡金属硫属化物、层状硅酸盐和/或石墨烯材料，和/或
[0139]-第一电极5和第二电极6包含耐火材料，优选地包含占主要比例的耐火材料，和/或
[0140]-第一电极5和第二电极6包含钨和/或碳，和/或
[0141]-第一电极5完全浸没在液体3中；因此，第一电极5不包含旨在置于放置第二电极6的气体2中的部分12。
[0142]
此外，除非本发明的不同特征、形式、变体和实施方案不兼容或相互排斥，否则它们可以以各种组合方式组合在一起。