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石墨烯應用產業化已經初見端倪
2015年06月19日 發布 分類:行業要聞 點擊量:3359
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石墨烯作為目前已知的世上最薄、最堅硬、導電性最好而且擁有強大靈活性的納米材料,自然而然的在被人類發現伊始就迅速串紅。人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的,石墨的層間作用力較弱,很容易互相剝離,形成的石墨片。當把石墨片剝成單層之后,這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。石墨烯是一種二維晶體,最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300,遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子,的性質和相對論性的中微子非常相似。


石墨烯作為眾多新材料中的超級明星,石墨烯的發現者和諾貝爾獎獲得者Andre Geim教授在深圳的石墨烯論壇上表明,石墨烯可以廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、生物質材料、傳感器、超高頻電子及光電子設備、藥物載體,同時可以用作觸摸屏、保護膜、選擇性過濾滲透膜等。一時間石墨烯,被眾多科學界、企業界和媒體人士熱議追捧。似乎石墨烯在關乎日常生活甚至是上天、下海、入地的所有領域無所不能。然而從熱議到實際應用到最終產品,我們客觀的說,石墨烯還有很長的路要走。最近一兩年,隨著幾項真正貼近日常生活的應用逐漸走出實驗室,石墨烯的工業化及實用化進程才算真正走向前臺。這幾項應用,主要集中在新能源電池、可穿戴設備觸摸屏領域。例如:使用石墨烯制造出可彎曲的智能手表、可折疊成智能手機的平板電腦、15分鐘便充好電且續航能力達500公里的電動車蓄電池等。

 

一、石墨烯應用的戰國時代

鑒于石墨烯所蘊含的無限應用潛力,三星、蘋果和谷歌公司開始積累各種與石墨烯有關的專利。欲將這種材料用于移動和可穿戴設備中的相關知識產權都收入囊中。據預測,到2016年全球移動設備銷量將高達8470億美元,未來五年可穿戴設備的銷量將高達190億美元。掌握了石墨烯的開發技術就成為公司未來在電子設備市場發展的關鍵。我國的通訊企業巨頭華為公司也在積極推進石墨烯應用,據報道使用石墨烯制造的高性能觸摸屏已經應用到華為新一代的智能手機上。


 


電動汽車界的明星汽車——特斯拉董事長兼產品架構師艾倫·馬斯克在接受英國汽車雜志《Auto Express》專訪時也大膽預測,電動汽車未來的續航里程有望達到約800公里。石墨烯聚合材料電池與汽車聯合的投產問世或將引領電動汽車行業的新的續航里程。清華大學深圳研究生院近年來在石墨烯的基礎研究和產業化發展探索方面做出了較大突破。該院院長康飛宇教授向記者介紹,他的研究團隊主攻石墨烯在鎳鋅電池體系的應用,主要瞄準動力電池和新能源儲能電池兩個方面。目前實驗已經取得很好的新型石墨烯技術鎳鋅電池的特點是便宜、耐用、安全、容量高,而且充電時間可以大大縮短,這對未來電動汽車的普及將是革命性的影響,因為15分鐘完成充電、續航500公里不是不可能的事,完全可以解決目前電動車推廣中遇到的電池這一核心難題。

 

歐盟投資10億歐元啟動石墨烯旗艦項目瑞典查爾姆斯理工大學教授 Jari Kinaret是歐盟石墨烯旗艦項目總協調人。他介紹說,歐委會通過決定,投資10億歐元、期限10年,啟動了歐盟未來新興技術(FET)石墨烯旗艦項目,旨在把石墨烯和相關層狀材料從實驗室帶入社會,為歐洲諸多產業帶來一場革命,促進經濟增長,創造就業機會。石墨烯旗艦項目由瑞典查爾姆斯理工大學牽頭、歐盟15個成員國的100多個研發團隊組成,其中包括4名諾貝爾獎得主。 

 

石墨烯未來的競爭之戰已經打響。

 

二、石墨烯產業化還在路上

 

對于石墨烯的產業化,清華大學深圳研究生院康飛宇教授認為“還在路上”。目前要重點解決低成本和規模化生產這兩大問題。

 

石墨烯目前的價格貴過黃金,但在不久的將來很快就可以降到50/水平可預期的幾年內就會降到15/克的“白菜價”。在工業化方面,目前通過天然石墨剝層等技術,石墨烯的生產已經接近量產的水平,未來兩三年內,便可大規模應用在電池、導電、導熱等材料領域,替代現有的材料。實驗室關于這些方面的應用已經做得很好,正往規模化應用發展。在觸摸屏、傳感器等器械上的大規模應用也在有序的實現實用化

 

  我的石墨烯產業大多數都處于研究階段,沒有形成規模化,產業化進程較慢。客觀的講,目前全世界對石墨烯的研究和產業化都處在起步階段,真正離市場化還有一段距離,不宜盲目投資。當前,首先要把基礎研究做好,再做投資、規模化生產。對于市政府來說,目前首要的任務并不是“跟風”扶持,而是應該冷靜地進行戰略布局。

 


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