瀏覽量:11492 發(fā)布時間:2016-01-03
11月30日,為引導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,工信部、國家發(fā)改委、科技部三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》(以下簡稱《意見》)。
據(jù)悉,作為“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿?/span>”的神奇材料,石墨烯在清潔能源、海水淡化、可穿戴技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、電子信息等領(lǐng)域?qū)砀锩宰兓?,未?/span>10年內(nèi),有望形成千億產(chǎn)業(yè)規(guī)模,拉動萬億產(chǎn)業(yè)鏈。
石墨烯到底有多神奇??今天本報記者獨家采訪調(diào)查,讓我們一起揭開這些極具視覺沖擊報道的“外衣”,真真切切的看看石墨烯技術(shù)的真面目吧!
圖為石墨烯發(fā)現(xiàn)者諾貝爾獎得主Andre?Geim(資料圖)
先來看看最近網(wǎng)上“重磅”拋出的有關(guān)石墨烯電池獲突破性進展的報道↓↓↓
●特斯拉很快將做到一次充電行駛500英里,很可能使用硅/石墨烯負(fù)極代替目前的石墨負(fù)極;
●華為Mate?8發(fā)布會前,有消息稱該產(chǎn)品將采用全新的石墨烯電池,5分鐘可充入48%的電量,供華為手機通話10小時;
●繼去年底西班牙爆出石墨烯公司Graphenano研究出首例石墨烯聚合材料電池,充電10分鐘將跑1000公里的消息后,又有報道稱該公司將建設(shè)石墨烯聚合物電池制造廠,滿產(chǎn)后電池年產(chǎn)量將超過80萬塊;
●另有報道稱山東玉皇新能源有限公司研制出石墨烯電池,充電半小時可跑400公里......
本報對以上新聞的調(diào)查采訪結(jié)果:
?關(guān)于特斯拉采取硅/石墨烯代替目前的石墨負(fù)極能提高能量密度的傳聞:業(yè)內(nèi)人士告訴《中國能源報》記者,硅材料具有最高的理論比容量,但硅在充放電過程中體積膨脹顯著,會導(dǎo)致活性物質(zhì)粉化脫落,而使容量迅速衰減。而利用石墨烯的高比表面積、優(yōu)異導(dǎo)電性和強機械韌性,可有效提高硅負(fù)極的循環(huán)性能。但他同時表示,特斯拉實現(xiàn)這種高性能石墨烯電池的量產(chǎn),可能需要數(shù)年時間。
?華為Mate?8發(fā)布會并未透露有關(guān)石墨烯電池的任何事宜,而之前發(fā)布有石墨烯信息的微博并沒有官方認(rèn)證。華為消費者業(yè)務(wù)董事長余承東對外界表示:華為一直在研發(fā)石墨烯技術(shù),技術(shù)成熟度領(lǐng)先,但是石墨烯目前不具備商業(yè)化的條件,市場上也沒有企業(yè)能夠量產(chǎn),商業(yè)化還需要時間。
?對于西班牙的石墨烯聚合材料電池,記者采訪的多位業(yè)內(nèi)專家均稱,沒有見到過該公司的產(chǎn)品,也沒有查到充放電曲線、中值電壓等基本參數(shù)。有專家指出,如果他們所用的是超級電容和鋰電池組成的電池組,那么以目前常用的電動車設(shè)計,能量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達不到1000公里。
?山東玉皇新能源有限公司副總經(jīng)理高洪森則對記者表示,他們已具有研發(fā)充電10分鐘充滿80%電量、續(xù)航300~400公里電池的能力,但由于充電樁不太理想,還未達到理想狀態(tài)。針對“玉皇稱加入石墨烯后可在-20℃充電”的報道,高洪森表示,目前0℃以下還不能完成充電,電池可在-40~55℃使用,充電環(huán)境溫度則要在0~45℃。
石墨烯材料為啥這么火?
石墨烯是人類已知的最薄、最堅硬的納米材料,在光、電、熱、力等方面具有優(yōu)異性能,極具應(yīng)用潛力。但目前石墨烯材料批量化生產(chǎn)和應(yīng)用尚未完全實現(xiàn),真正應(yīng)用的領(lǐng)域還較為有限。
石墨烯材料為何如此之火?北京有色金屬研究總院劉冠偉博士、天津師范大學(xué)能源與材料工程中心執(zhí)行主任李喜飛在接受記者采訪時一致指出,2010年安德烈·海姆因(Andre?Geim)發(fā)現(xiàn)石墨烯而獲諾貝爾獎,自此石墨烯倍受關(guān)注。
石墨烯在中國的真實情況?
儲量大:一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士告訴記者,由于近年來傳統(tǒng)能源消耗帶來的環(huán)境污染事件集中爆發(fā),亟需推動清潔能源技術(shù)發(fā)展。而我國石墨產(chǎn)量大,全世界石墨資源儲量約15億噸,我國儲量約10億噸,前景很被看好。
石墨烯企業(yè)數(shù)量多:中國石墨烯聯(lián)盟秘書長李義春指出,中國的石墨烯企業(yè)不在少數(shù),但這些企業(yè)目前均處于發(fā)展初期,能否形成產(chǎn)業(yè)龍頭,還需要觀察。盡管如此,并不妨礙石墨烯在資本市場的熱度持續(xù)高漲,不少上市公司涉足石墨烯概念股。
正處于從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時期:《意見》指出,發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè),對帶動相關(guān)下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步,提升創(chuàng)新能力,加快轉(zhuǎn)型升級,激活潛在消費等,都有著重要的現(xiàn)實意義。我國石墨烯材料及應(yīng)用經(jīng)過自主系統(tǒng)研發(fā),生產(chǎn)技術(shù)、?料、智能穿戴等產(chǎn)品上的應(yīng)用效果逐步顯現(xiàn)。當(dāng)前,我國石墨烯材料正處于從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時期。
目前石墨烯電池技術(shù)=不存在?
劉冠偉指出,實驗室成果并不等于工業(yè)化。在他看來,目前“石墨烯電池”技術(shù)接近于不存在,石墨烯只在理論上能夠提高充放電速率,而對于容量的提升基本沒有任何幫助。
他指出,石墨烯材料本身納米材料的高比表面積等性質(zhì)與現(xiàn)在的鋰離子電池工業(yè)的技術(shù)體系是不兼容的,而且成本高昂。石墨烯的本征特性決定了其在超級電容中應(yīng)用的希望比在鋰離子電池中要大一些,但如果用超級電容做電動汽車,充電很快,但續(xù)航里程會非常糟糕。
但安德烈·海姆指出,10年前,一些人認(rèn)為石墨烯只是噱頭,將很快消失,但事實并非如此,一些當(dāng)初認(rèn)為石墨烯是炒作的人,最終加入到石墨烯的研究中。“不管你喜歡與否,它們將不可避免的在今后被應(yīng)用,我們應(yīng)該運用這些材料進行科學(xué)研究,并將它們很好地利用起來。”
市場對新材料的價格極其敏感。李喜飛就對記者表示,石墨烯的應(yīng)用價值有多大,要看它取代什么材料,在價格上有優(yōu)勢才有望被廣泛采用。另有不愿具名的專家也指出,目前阻礙石墨烯應(yīng)用的主要問題是高昂的生產(chǎn)成本。
石墨烯應(yīng)用于哪個領(lǐng)域最被看好?
多位專家在接受記者采訪時普遍表示,儲能領(lǐng)域最被看好。上述專家認(rèn)為,隨著石墨烯氧化還原制備技術(shù)的不斷提高,規(guī)?;苽涑杀疽矊⒅鸩较陆担?dāng)價格降低到市場可接受的程度時,石墨烯將快速滲透到儲能領(lǐng)域當(dāng)中,率先實現(xiàn)石墨烯在下游應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)?;瘧?yīng)用。
國家明確:把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)
《意見》指出,我國多個具有石墨烯特色的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)已露雛形,產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快。
記者了解到,中航工業(yè)集團石墨烯產(chǎn)業(yè)化基地于11月27日落戶天津東麗區(qū),中航工業(yè)董事長、黨組書記林左鳴表示,將以石墨烯技術(shù)為契機,實現(xiàn)科技創(chuàng)新的“彎道超車”。據(jù)悉,中航工業(yè)掌握了高性能、低成本石墨烯納米片和石墨烯薄膜的制備技術(shù),可以將石墨烯控制在三層以下。預(yù)計未來兩年,中航工業(yè)將有近10個石墨烯項目進行產(chǎn)業(yè)化。
目前,石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被國家納入戰(zhàn)略布局?!吨袊圃?span>2025》選擇10大優(yōu)勢和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)重點突破,9月29日,首個重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖發(fā)布。其中,將新材料領(lǐng)域細(xì)分為前沿新材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和先進基礎(chǔ)材料三大方向,而石墨烯材料就是前沿新材料的四大重點之一。此外,“十三五”新能源汽車重點專項,也將石墨烯等新材料列為重點發(fā)展領(lǐng)域。
重點領(lǐng)域技術(shù)路線明晰了石墨烯未來十年的發(fā)展目標(biāo):到2020年實現(xiàn)電動汽車鋰電池用石墨烯基電極材料,較現(xiàn)有材料充電時間縮短1倍以上,續(xù)航里程提高1倍以上;海洋工程等用石墨烯基防腐蝕涂料,較傳統(tǒng)防腐蝕涂料壽命提高 1 倍以上;柔性電子用石墨烯薄膜,性價比超過 ITO,且具有優(yōu)異柔性,可廣泛應(yīng)用于柔性電子領(lǐng)域;光/電領(lǐng)域用石墨烯基高性能熱界面材料,石墨烯基散熱材料較現(xiàn)有產(chǎn)品性能提高2倍以上。到2025年,各行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化與規(guī)?;瘧?yīng)用。
《意見》提出,將把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),著力提升石墨烯材料及其應(yīng)用產(chǎn)品的綜合性能,推進石墨烯首批次產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,加快培育和壯大石墨烯產(chǎn)業(yè)。
根據(jù)《意見》,到2020年,將形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系,實現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化,建立若干具有石墨烯特色的創(chuàng)新平臺,掌握一批核心應(yīng)用技術(shù),在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業(yè),建成以石墨烯為特色的新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。
據(jù)了解,為保障石墨烯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,《意見》要求相關(guān)部門因地制宜研究相關(guān)政策措施,國家將加大政策扶持,加強投融資引導(dǎo),完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,并加強行業(yè)管理服務(wù)。