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深度分析石墨烯产业发展现状及研究进展

2016-03-02 作者: 来源:碳纪元 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 近年来,石墨烯产业的发展一直备受国内外关注。此前国家主席习近平访英期间参观曼切斯特大学国家石墨烯研究院,为中英两国拓展科技及经贸领域的合作、将科研成果市场化带来新的机遇。据了解,石墨烯还有望入围即将发布的“十三五” 规划中的新材料规划,未来应用主要在新能源汽车、智能终端、航空航天等多个领域,已被列为国家研发计划的重点对象之一。

  近年来,石墨烯产业的发展一直备受国内外关注。此前国家主席习近平访英期间参观曼切斯特大学国家石墨烯研究院,为中英两国拓展科技及经贸领域的合作、将科研成果市场化带来新的机遇。据了解,石墨烯还有望入围即将发布的“十三五” 规划中的新材料规划,未来应用主要在新能源汽车、智能终端、航空航天等多个领域,已被列为国家研发计划的重点对象之一。

  作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21 世纪”。

  

  那么,当前国内外石墨烯的产业格局是怎样的,中国石墨烯未来几年的市场空间有多大,目前中国的石墨烯产业最急需的扶持政策是什么?笔者采访了中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春。

  笔者:世界知名信息技术研究和分析机构Gartner发布《2015年度新兴技术成熟度曲线报告》,评估了112个领域超过2000项新兴技术的市场类型、成熟度、商业应用及未来发展。按照gartner新兴技术成熟度曲线图,石墨烯现在处于哪个阶段?

  

  李义春:在gartner新兴技术成熟度曲线图上,石墨烯目前尚属于导入期阶段,还需要经过一个较高的过程,据我们联盟保守统计,去年在全国大概销售了5个亿,但是各地报的可能比较多,达到了12个亿,石墨烯产业一旦形成了突破点之后,可能很快会实现指数式发展。我们联盟预测,到2020年,中国石 墨烯产业能达到1000个亿。

  笔者:据了解,目前国内大多数的企业采取氧化还原法生产石墨烯,因为CVD法(化学气相沉淀CVD法)制作成本太高,你认为未来哪条技术路线是主流?以下游应用带动整个行业演进,可以分为几个阶段?

  李义春:目前在中国并不是大部分企业在用氧化还原法生产石墨烯,应该说有一半企业在用,除了使用氧化还原法外,也会采用超临界法,也有一些企业应用新的技术,包括物理技术方面也都在做,并不是完全用氧化还原法。虽然CVD法是目前最有可能实现工业化制备高质量、大面积石墨烯的方法,但现阶段成本较高,工艺条件还需进一步完善,因此CVD法目前在国内企业并未普及。另外,高校实验室做实验可能会使用氧化还原法。

  从制备技术上看,每一种制备技术生产出来的石墨烯都有各自的特点。氧化还原法、超临界法等都有各自不同的品质、功效、特性和性价比,所以其应用领域也不一样。不同的制备技术适合不同的应用领域,因此要根据其应用领域来选用制备技术,以达到更适合这方面应用的最佳效果。

  在较合理研究方式的应用上,主要看目前的市场有多大,从国家重点战略考虑,目前我们要做的重点在新能源领域,比如新能源电池、超电容器以及复合材料等。

  首先,在复合材料方面会比较注重防腐,可能会在石墨烯天然橡胶这一块有所突破。

  其次,在热管理上,CVD膜作为传热导热散热的材料,有大的应用。

  另外,石墨烯在触屏技术的应用上,从性价比来看,它并没有显示出巨大的优越性,相当于传统的ITO(纳米铟锡金属氧化物)。其实在国外现在也是这方面比较接地气,国外比较重视传感等高端技术,但这一领域仍停留在实验室阶段,尚未进入中试。

  笔者:美国、韩国和日本这些欧美国家也在研发石墨烯材料,但主要是一些大企业在做,比如三星,而在中国主要是以二维碳素、第六元素等小企业为主,为何会形成这样的产业格局?石墨烯领域未来会诞生类似光伏领域赛维、英利这样的独角兽吗?

  

  李义春:之所以形成这样的国内外格局,一方面,我觉得我们国内的中小企业创新热情比较高,而大企业尤其像国企、央企,它们的创新积极性可能还不够, 有其内在的影响因素;另一方面,国外的大企业重视和发展石墨烯产业,基本上是着眼于未来10到20年的战略布局,而非解决当前的问题,这些大企业如 IBM、三星,它们都着眼于未来10到20年的一些技术储备和战略布局所进行的研究,因此它们走的是高端路线,利用石墨烯的优异性来研发高端产品。而国内的中小企业,现在仍面临生存和转型问题。

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