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石墨烯应用产业化已经初见端倪
2015年06月19日 发布 分类:行业要闻 点击量:3403
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石墨烯作为目前已知的世上最薄、最坚硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料,自然而然的在被人类发现伊始就迅速串红。人们常见的石墨是由一层层以蜂窝状有序排列的平面碳原子堆叠而形成的,石墨的层间作用力较弱,很容易互相剥离,形成的石墨片。当把石墨片剥成单层之后,这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯是一种二维晶体,最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。这使得石墨烯中的电子,的性质和相对论性的中微子非常相似。


石墨烯作为众多新材料中的超级明星,石墨烯的发现者和诺贝尔奖获得者Andre Geim教授在深圳的石墨烯论坛上表明,石墨烯可以广泛应用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、生物质材料、传感器、超高频电子及光电子设备、药物载体,同时可以用作触摸屏、保护膜、选择性过滤渗透膜等。一时间石墨烯,被众多科学界、企业界和媒体人士热议追捧。似乎石墨烯在关乎日常生活甚至是上天、下海、入地的所有领域无所不能。然而从热议到实际应用到最终产品,我们客观的说,石墨烯还有很长的路要走。最近一两年,随着几项真正贴近日常生活的应用逐渐走出实验室,石墨烯的工业化及实用化进程才算真正走向前台。这几项应用,主要集中在新能源电池、可穿戴设备触摸屏领域。例如:使用石墨烯制造出可弯曲的智能手表、可折叠成智能手机的平板电脑、15分钟便充好电且续航能力达500公里的电动车蓄电池等。

 

一、石墨烯应用的战国时代

鉴于石墨烯所蕴含的无限应用潜力,三星、苹果和谷歌公司开始积累各种与石墨烯有关的专利。欲将这种材料用于移动和可穿戴设备中的相关知识产权都收入囊中。据预测,到2016年全球移动设备销量将高达8470亿美元,未来五年可穿戴设备的销量将高达190亿美元。掌握了石墨烯的开发技术就成为公司未来在电子设备市场发展的关键。我国的通讯企业巨头华为公司也在积极推进石墨烯应用,据报道使用石墨烯制造的高性能触摸屏已经应用到华为新一代的智能手机上。


 


电动汽车界的明星汽车——特斯拉董事长兼产品架构师艾伦·马斯克在接受英国汽车杂志《Auto Express》专访时也大胆预测,电动汽车未来的续航里程有望达到约800公里。石墨烯聚合材料电池与汽车联合的投产问世或将引领电动汽车行业的新的续航里程。清华大学深圳研究生院近年来在石墨烯的基础研究和产业化发展探索方面做出了较大突破。该院院长康飞宇教授向记者介绍,他的研究团队主攻石墨烯在镍锌电池体系的应用,主要瞄准动力电池和新能源储能电池两个方面。目前实验已经取得很好的新型石墨烯技术镍锌电池的特点是便宜、耐用、安全、容量高,而且充电时间可以大大缩短,这对未来电动汽车的普及将是革命性的影响,因为15分钟完成充电、续航500公里不是不可能的事,完全可以解决目前电动车推广中遇到的电池这一核心难题。

 

欧盟投资10亿欧元启动石墨烯旗舰项目瑞典查尔姆斯理工大学教授 Jari Kinaret是欧盟石墨烯旗舰项目总协调人。他介绍说,欧委会通过决定,投资10亿欧元、期限10年,启动了欧盟未来新兴技术(FET)石墨烯旗舰项目,旨在把石墨烯和相关层状材料从实验室带入社会,为欧洲诸多产业带来一场革命,促进经济增长,创造就业机会。石墨烯旗舰项目由瑞典查尔姆斯理工大学牵头、欧盟15个成员国的100多个研发团队组成,其中包括4名诺贝尔奖得主。 

 

石墨烯未来的竞争之战已经打响。

 

二、石墨烯产业化还在路上

 

对于石墨烯的产业化,清华大学深圳研究生院康飞宇教授认为“还在路上”。目前要重点解决低成本和规模化生产这两大问题。

 

石墨烯目前的价格贵过黄金,但在不久的将来很快就可以降到50/水平可预期的几年内就会降到15/克的“白菜价”。在工业化方面,目前通过天然石墨剥层等技术,石墨烯的生产已经接近量产的水平,未来两三年内,便可大规模应用在电池、导电、导热等材料领域,替代现有的材料。实验室关于这些方面的应用已经做得很好,正往规模化应用发展。在触摸屏、传感器等器械上的大规模应用也在有序的实现实用化

 

  我的石墨烯产业大多数都处于研究阶段,没有形成规模化,产业化进程较慢。客观的讲,目前全世界对石墨烯的研究和产业化都处在起步阶段,真正离市场化还有一段距离,不宜盲目投资。当前,首先要把基础研究做好,再做投资、规模化生产。对于市政府来说,目前首要的任务并不是“跟风”扶持,而是应该冷静地进行战略布局。

 


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