当前位置:文档之家› 中国石墨烯产业发展面临的问题及解决对策

中国石墨烯产业发展面临的问题及解决对策

中国石墨烯产业发展面临的问题及解决对策

中国石墨烯产业发展面临的问题及解决对策

应鼓励实实在在的研发和产业化,警惕资本恶意炒作。针对石墨烯应用这一制约石墨烯发展的瓶颈问题,有专家建议,通过石墨烯产品多样化研发策略进一步促进石墨烯下游产业链的推广应用,大幅降低石墨烯生产成本,推动其产业化进程,带动石墨烯产业规模化发展。

作为当前材料界的研究热点之一,石墨烯因其无法比拟的优越性能,已成为碳材料家族中的一朵奇葩。加之新能源发展对碳材料的高度依赖性,使得包括石墨烯在内的新材料发展引起了国家和业界的广泛重视。近年来,我国出台多项政策鼓励支持石墨烯产业发展。各部委不断出台指导意见和规划文件,明确了对石墨烯材料的支持与发展要求。这为石墨烯发展提供了良好的政策环境。

但是,我国石墨烯产业化依然面临着一些实际问题。对此,中南大学冶金粉末冶金国家重点实验室谢志勇教授表示,目前,虽然国内石墨烯专利数量多,但我们重科研、轻应用,科研与应用严重脱节,而国外则重应用和下游,技术焦点从制备转向如何应用,韩、美、日专利则是全球布局。此外,国内研究主体多集中在高校和中国科学院,国外则主要在企业。国内企业在专利数量方面远远落后于三星、

谢志勇强调,目前我国石墨烯多扮演添加剂的角色,作为单一产品应用有待突破。他表示,燃料电池和石墨烯都属于颠覆性技术,两者可以协同发展,从而为人类解决能源短缺、环境恶化等问题提供方案。

据了解,业界将石墨烯产业化分为3 个阶段,即实验室研究阶段、早期产业化阶段、产业化快速成长阶段。在实验室研究阶段,其研究领域为石墨烯各种性质,了解其可能的使用;早期产业化阶段的特点是,市场比较

对石墨烯产业化现状和未来趋势的认识

对石墨烯产业化现状和未来趋势的认识 ■ 文/姚 磊 北京碳世纪科技有限公司 近几年,石墨烯学术和产业界的许多专家学者已经针对石墨烯卓越的特性及广阔的应用前景,进行了细致、精彩的研究和解读。在此,笔者仅就北京碳世纪科技有限公司(以下简称“碳世纪”)在石墨烯产业化进程中遇到的机会和挑战进行分析。碳世纪主要采用化学法制备石墨烯,笔者本文所谈对石墨烯的认识和理解,也是基于化学法制备的石墨烯而言。另外,笔者在此声明,碳世纪有其特殊性,所遇到的问题不一定具备普遍性。 一、对石墨烯产业化的认识 1.现阶段石墨烯产业化需要的人才 自2004年石墨烯被发现到现在,科学界和产业界对这一新材料的研究已有近10年时间,但石墨烯产业真正的爆发是在近几年,特别是2010年石墨烯发明者获得诺贝尔奖以后。目前,在石墨烯领域还有大量相关工作需要突破,但同时也有大量应用研究成果随之而出,初步具备了产业化的可能性。 现阶段,在技术研发方面需要一 批具备“科学家的头脑、工程师的双 手”、既对石墨烯的性质有着深刻认 识,又对下游应用产品有着良好感觉 的人来完成开创期最关键、最艰难的 几步。 与此同时,产业还需要一些非技 术人员配合技术团队工作。目前,石墨 烯企业还没有发展到靠优厚的薪资来 吸引高素质管理人才加盟的程度。此 时,石墨烯行业的非技术团队更需要 一群乐观、对未来充满希望、不安于现 状、愿意为明天赌一把的人来支撑。 2.石墨烯的界定问题 石墨烯毕竟是微观世界中的纳 米材料。目前,业界还没有一个统一的 标准来界定什么是“石墨烯”。而且,估 计在很长一段时期内这样的标准也难 以出台。科研领域,讲究的是严谨和准 确;产业领域,讲究的是效率和结果。 如何抚平科学和技术之间的鸿 沟?现阶段,不必过多争论什么是石 墨烯。当下的重点工作是在保证能大 规模制备出高质量石墨烯的前提下, 将精力更多地向应用开发倾斜。石墨 烯具备能够很好促进其他材料提升性 能的纳米结构,可以在不破坏材料原 有基础性能的前提下,极大程度提升 该材料某些特殊性能。这一过程,主要 是通过对石墨烯和其他材料复合的方 式及对石墨烯片径的控制来实现。 “要做有用的石墨烯,而不是纯粹 的石墨烯。”化学法制备的石墨烯具备 上述特质。 3.石墨烯产业化过程中遇到的问题 目前,碳世纪已经有3款石墨烯 应用产品走出了实验室,开始进入示 范生产阶段。这3款产品分别是石墨 烯改性超级电容器用储能活性碳、石 墨烯改性高密度聚乙烯(H D P E),以 及一款目前还属保密阶段的产品。现 仅就石墨烯改性超级电容器用活性碳 为例,谈谈碳世纪对石墨烯应用的认 识和在产业化过程中遇到的问题。 活性炭是超级电容器电级材料的 主要组成部分。目前,应用在储能方面 新材料产业NO.11 201429

石墨行业现状

石墨行业现状 石墨是碳元素的结晶矿物之一,具有耐高、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业,是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨分为人造石墨和天然石墨,其中天然石墨根据结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途,将天然石墨分为三类:致密结晶状石墨、晶质(鳞片)石墨和隐晶质(土状)石墨。 一、石墨的特性及用途 1、石墨特殊性质 1)耐高温性:石墨熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。 2)导电、导热性:石墨导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 3)润滑性:石墨润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。 4)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 5)可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。 6)抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。 7)高传导透明性:碳原子构成的单层片状结构二维晶体--石墨烯,导电导热透明,无与伦比。 2、石墨的主要用途 1)、耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,冶金工业上主要用来制造石墨坩埚,炼钢上常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。

2018年石墨烯行业市场分析报告

2018年石墨烯行业市场分析报告

投资要点 核心观点 2017年石墨烯产业化加速发展,随着《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中重点发展石墨烯的政策颁布,在国家战略的大力支持和资本投入下,石墨烯下游应用有望实现产业化突破。石墨烯行业热点不断,百家争鸣,一派欣欣向荣之后隐现虚火过旺。面对石墨烯行业鱼龙混杂的现状,去伪存真,挖掘真正的石墨烯标的,成为该行业投资制胜的关键。氧化还原法作为最具潜力的石墨烯规模制备方法,其下游应用之一石墨烯锂电导电剂有望成为石墨烯产业化应用的突破点。建议跟踪国家扶持政策、高校科研成果等,短期适合主题投资,静候相关公司应用层面的产业化突破,提前布局石墨烯优质标的,关注道氏技术、东旭光电。 中国石墨烯产业化位居世界前列,相关企业遍地开花,去伪存真成关键 石墨烯产业是中国少数位居世界发展前列的产业之一。石墨烯产业化在我国起步早,发展迅速。得益于科研单位的技术进展,政府的政策支持,以及相关产业资金的大力投入,目前已经形成了囊诺几乎所有石墨烯下游应用的局面,呈现出“百花齐放百家争鸣”的大好形势。随着《中国制造2025》以及《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中重点发展石墨烯的政策颁布,石墨烯产业化进一步迎来了投资热潮。但是重赏之下,有勇夫李逵亦有充数李鬼。面对石墨烯行业虚火过旺鱼龙混杂的问题,去伪存真、发掘真正投资办实事的石墨烯企业成为关键所在。 石墨烯下游市场突破点——锂电池导电剂 随着石墨烯应用的兴起,对于产业链上游石墨烯原料的需求日益增加,如何实现石墨烯原料的大规模制备成为业界最关心的问题,也是目前制约石墨烯产业飞速发展的最大瓶颈。决定量产的关键因素首先是技术成熟度,其次是制造成本和产业应用障碍。氧化还原法凭借技术成熟、成本低、产业化应用障碍少,成为最有前景的石墨烯规模制备方案。石墨烯主要分为粉体(微片)和薄膜两类,氧化还原法制备得到的是石墨烯粉体。在石墨烯粉体众多的下游应用中,石墨烯锂电池导电剂凭借市场规模巨大、替代现有体系简单、综合成本低的优势,有望率先成为石墨烯下游应用的突破点。

石墨烯技术产业发展现状与趋势

摘要:2013年1月,石墨烯入选欧盟两项“未来和新兴技术旗舰项目”之一(另一项为“人类大脑工程”),欧盟委员会计划在未来十年投入10亿欧元开展石墨烯应用技术研发与产业化,再一次激起了各界对这一革命性材料的关注。 关键字:石墨烯;态势;趋势;技术转移;石墨烯;态势;趋势;技术转移;石墨烯;技术转化;产业化 石墨烯(Graphene)又称单层墨,是一种新型的二维纳米材料,也是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能,石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域应用前景广阔,被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。英国两位科学家因发现从石墨中有效分离石墨烯的方法而获得2010年诺贝尔奖,引起了科学界和产业界的高度关注,石墨烯相关专利开始呈现爆发式增长(2010年353件,2012年达1829件)。世界各国纷纷将石墨烯及其应用技术研发作为长期战略予以重点关注,美国、欧盟各国和日本等国家相继开展了大量石墨烯研发计划和项目。总体看来,石墨烯技术开始进入快速成长期,并迅速向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈,各国的技术优势正在逐步形成,但总体竞争格局还未完全形成。具体发展态势如下: 态势一:制备与改性的突破为产业化提供了技术支撑 一方面,石墨烯制备技术取得突破。石墨烯制备技术与设备是石墨烯生产的基础。一直以来,石墨烯大规模制备技术是阻碍其产业化的最重要因素。近来,石墨烯制备技术取得了若干突破,目前已形成自上而下(Top-Down)和自下而上(Bottom-Up)两种途径,开发出了从简易低成本制造到大面积量产工艺的多种方法,包括:机械剥离、氧化还原法、化学气象沉积(CVD)、外延生长、有机合成、液相剥离等。这些方法各有优缺点,需要根据不同的需求进行选择(表1)。其中,氧化还原法因成本低且易实现,有望成为最具发展前景的制备方法之一。同时,各种方法

石墨烯产业发展现状分析及未来发展建议

石墨烯产业发展现状分析及未来发展建议 一、石墨烯的发展现状 石墨烯是一种具有优异的力学、热学和电学性能的新型碳材料。石墨烯材料的研发涉及国家高新技术材料的产业基础,产业关联涉及新材料、能源、环境、航空航天、国防等领域,对国家的发展起着重要作用,因此,各国政府积极支持石墨烯研发:欧洲联盟2013年启动10亿欧元石墨烯旗舰计划;韩国和英国分别投入3.5亿美元、5000万英镑进行商业化计划;中国已将石墨烯写进《新材料产业“十三五”发展规化》中。 济宁利特纳米技术有限责任公司生产的石墨烯采用改良的HUMMERS法制备,产品测试结果如下: 厚度:0.7-4nm,粒径0.2-50μm,单层率≥99%,纯度≥99%,电导率≥200S/m,比表面积为200-1000m2/g 石墨烯原材料的规模化制备是构筑石墨烯产业链的基础,对开发下游产品有着根本性的作用,对石墨烯的产业化发展起着承上启下的作用。石墨烯行业近两年呈井喷式发展态势,企业和产品已经雨后春笋般大量出现。其中涉足石墨烯下游应用的企业逐渐增多,包括电子领域的高性能芯片、LED、柔性显示屏;能源领域的静电喷漆系统、高性能电池、超级电容器、太阳能电池;航空航天、海洋领域的防护涂料、复合材料、电磁屏蔽材料、隐型材料;环境领域的污水处理、海水淡化、大气污染治理;高强度橡胶、塑料,医药领域的药物输送、临床检测等。 截至2012年石墨烯获得诺贝尔物理学奖后已有2年时间,石墨烯规模化制备的技术瓶颈已逐渐突破,限制石墨烯行业发展的不再是石墨烯的规模性制备,而是如何让制备的石墨烯满足不同应用领域的需求,如何使石墨烯的高性能如高导电性、高导热性、高透光性在应用领域充分发挥。这是目前从事石墨烯材料的研究机构和企业共同面临一个关键性技术问题,同时也是石墨烯行业未来2-3年内需要突破的关键性瓶颈。 目前,国内各石墨烯相关企业纷纷在自身技术优势的基础上,开展石墨烯的下游应用,涉及的领域主要集中在锂离子电池、超级电容器、柔性显示屏、防护涂料、污水处理等几个方面。在这些应用领域中,水污染处理、功能性涂料、锂离子电池三方面的研究最多,也是目前石墨烯应用中较为成熟的。 (一)水污染处理 中国600多个城市都不同程度面临着水源地突发污染事件的威胁,存在水源地安全隐患。近期不断发生的重金属污染突发事件,如2005年珠江支流北江镉污染事故、2006年湖南岳阳砷污染事件、2010年福建紫金矿业重大污染事件、2011年匈牙利铝厂毒泥浆对多瑙

2018年石墨烯产业发展现状分析报告

2018年石墨烯产业发展现状分析报告

目录 一 产业概况 (一)产业规模 (二)产业链分析 1. 产业链上游 2. 产业链中游 3. 产业链下游 (三)石墨烯产业区域分布 1. 石墨烯产业全球分布 2. 我国石墨烯产业区域分布 (四)国内外重点企业动态 二 产业技术进展 (一)国外技术进展 (二)国内技术进展 三 产业发展问题及对策建议 (一)石墨烯产业发展存在的问题 (二)政策建议 图表目录 表1 石墨烯制备方法 表2 石墨烯应用产品及相关企业 表3 我国石墨烯主要产区企业分布 表4 国内主要石墨烯企业动态 表5 各国石墨烯技术动态 表6 我国石墨烯技术动态 图1 2011-2017年我国石墨烯企业增长情况 图2 石墨烯技术专利申请数量的年度分析 图3 我国受理的石墨烯专利公开数量年度变化趋势图4 全球石墨烯专利受理地区及机构分析 图5 我国新注册石墨烯企业地区分布

摘 要:一石墨烯作为最受关注的新材料,2017年产业化进程不断加快,但受制于制备技术工艺不成熟二应用市场缺少实质性产 品,石墨烯突破产业化瓶颈尚需时日三与此同时,我国石墨 烯产业在发展过程中逐渐显现出同质化发展的苗头三未来, 需要进一步优化石墨烯产业市场环境,加强政策支撑二服务 支撑二产业支撑,提高石墨烯市场集中度和产业竞争力,以 推动石墨烯产业持续健康发展三 一 产业概况 总体来看,2017年石墨烯产业延续了近几年火热的势头,依然是社会关注度最高的新材料,产业规模不断扩大呈爆发式增长势头,技术专利数量快速增长,正在接近实现产业化三但是,从产业生命周期的角度看,石墨烯产业仍处在导入期:大量企业进入二中小企业为主二中上游产业发展速度相对较快二产业下游缺乏具有实质性应用产品,石墨烯产业化道路任重而道远三

石墨烯产业发展现状调研

Acer 宏碁AS4750G-2454G75Mnkk 石墨烯产业发展调研报告 石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体,是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元,就是石墨的单层薄片。它是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》曾将石墨烯列为2008年10大新兴技术之一。在2009年12月18日出版的《科学》杂志中,“石墨烯研究取得新进展”被列为2009年10大科技进展之一。2010年10月5日,英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯(graphene)研究方面的杰出成就而荣获2010年诺贝尔物理学奖。 1.1石墨烯结构及性质 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊,必须用相对论量子物理学(relativistic quantum

physics)才能描绘。石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯中电子受到的干扰也非常小。 石墨烯是目前已知的最薄的一种材料,单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度,这种厚度的石墨烯拥有了许多石墨所不具备的特性。 (1)导电性极强:石墨烯中的电子没有质量,电子的运动速度超过了在其他金属单体或是半导体中的运动速度,能够达到光速的 1/300,正因如此,石墨烯拥有超强的导电性。 (2)超高强度:石墨是矿物质中最软的,其莫氏硬度只有1-2级,但被分离成一个碳原子厚度的石墨烯后,性能则发生突变,其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高,却又拥有很好的韧性,且可以弯曲。 (3)超大比表面积:由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚,

石墨烯作为锂电池负极材料前景渺茫

石墨烯用作锂电负极产业化前景渺茫 2015-06-26 作者: 自从英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)二人因为“二维石墨烯材料的开创性实验”共同获得2010年诺贝尔物理学奖之后,任何与石墨烯有关的新闻或者研究成果都受到了人们极大的关注。最近两年,石墨烯相关“产业”在国内也是如火如荼,与石墨烯有关的数十支概念股一再被爆炒。 国际上当然也没闲着,比如一则轰动性的新闻报道宣称:西班牙Graphenano公司(一家工业规模生产石墨烯的公司)同西班牙科尔瓦多大学合作研究出全球首个石墨烯聚合材料电池,储电量是目前市场最好产品的3倍,用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里,而充电时间不到8分钟。 Graphenano公司相关负责人称,虽然此电池具有各种优良的性能,但成本并不高,该电池的成本将比一般锂离子电池低77%,完全在消费者承受范围之内。 这则消息在国内被很多媒体转载报道,在新能源汽车界和锂电界引起了很大反响。最近有不少朋友询问笔者:“会做石墨烯电池吗?石墨烯电池前景如何?什么时候量产?”笔者相信,很多锂电界同仁也有类似的问题。并不是所有人都有电化学或者材料学背景,关注石墨烯电池也可能是出于不同目的,所以他们都不会问一个最基本的问题:什么是石墨烯电池? 在本文中,笔者希望能够揭开笼罩在石墨烯电池上面的神秘面纱,让大家真正了解石墨烯在电化学储能方面的应用价值,而不是被一些非专业的记者或者炒作者蒙蔽,即便真相也许并不是那么鼓舞人心。 什么是石墨烯?先来看看维基百科的定义:“石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道?成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一??碳原子厚度的二?材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它?缀跏峭耆?该鞯模?晃??.3%的光;导热系?蹈哌_5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-8俜m,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。”

石墨烯的应用领域

第二章石墨烯应用领域 石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积,近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视,应用前景广阔,被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。具体在五个应用领域:一是储能领域。石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。二是光电器件领域。石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。三是材料领域。石墨烯可作为新的添加剂,用于制造新型涂料以及制作防静电材料。四是生物医药领域。石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性,可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。五是散热领域。石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品,比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。 中国科学院预计,到2024年前后,石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。目前,全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅,纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ,其若能替代晶硅市场份额的10%,就可以获得5000亿元以上的经济利益;全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上,并保持了20%以上的增长,石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%,就可以获得2500吨的市场规模。可见,石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。

正是在这一背景下,目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼,具体应用如下: 2.1 石墨烯锂离子电池 锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点,目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。高能量密度、快速充电是锂电池产品发展的必然趋势,在正极材料中添加导电剂是一种有效改善锂电性能的途径,可大大增加正负极的导电性能、提高电池体积能量密度、降低电阻,增加锂离子脱嵌及嵌入速度,显著提升电池的倍率充放电等性能,提高电动车的快充性能。 所谓石墨烯电池并非整个电池都用石墨烯材料制作,而是在电池的电

石墨烯产业实施方案

石墨烯产业实施方案

目前全球石墨烯由于研发成本高,仍未完全实现产业化。从全球 石墨烯商业化产品的发展现状来看,一方面,中国在石墨烯研发和产 品市场应用方面已经走在了世界前列;另一方面,在应用领域上,目 前市场上石墨烯应用最大的领域是复合材料和能源,其次在过滤净化 等其他领域也有少量应用。未来石墨烯还将在储能材料(锂电池、超 级电容器)、半导体、显示器件、热管理、材料学、环保、生物医学、航空航天等多个领域实现产业化,应用领域广泛,市场前景大好。 当前时期是我国以科学发展观为指导,实施新的国民经济和社会 发展规划的重要时期,也是我国经济结束WTO过渡期,加快融入国际 经济的关键时期。在这个时期,产业发展既要符合国家总体规划,满 足全面建设小康社会的要求,也要适应全球化过程中更为严峻的国际 竞争环境,不断提高竞争力,实现更快更好地发展。新的形势和任务,将对我国产业产生重要影响。 为加快区域产业结构调整和优化升级,依据国家和xx省产业发展 规划,结合区域产业xx年发展情况,制定该规划,请结合实际情况认 真贯彻执行。 第一条规划路线

深入贯彻落实科学发展观,加快转变发展方式,立足国内市场需求,以技术创新和创意设计为动力,以品牌建设为重点,延伸产业链,注重增值服务,着重提高发展质量和效益,建立产学研用相结合的产 业创新联盟,加快创新发展,加强节能减排与综合利用,打造创新化、创意化、品牌化、绿色化、信息化产业,促进产业转型升级,实现可 持续发展。 第二条原则 1、区域协同,部门联动。深入推进区域产业发展协同发展,在更 大区域范围内打造产业发展链条,形成错位发展、共同发展格局;加 强部门间的统筹协调,建立联动机制,形成合力。 2、产业联动,协同发展。统筹协调产业与关联产业联动发展,培 育关联生产性服务业,促进产业成链发展,提升产业发展水平,增强 行业发展的整体性和协调性,扩大高端产品服务供给,加快产业和产 品向价值链中高端跃升。 3、坚持创新发展。开发高效适用新技术,拓展产品应用领域,创 新行业经营模式,优化资源配置,促进融合,实现创新发展。 4、坚持融合发展。推进业态和模式创新,促进信息技术与产业深 度融合,强化产业与上下游产业跨界互动,加快产业跨越式发展。

石墨产业现状及发展专题研究

石墨产业现状及发展 专题研究 二O一一年七月

目录 第一章石墨概况 (4) 一、石墨的特点 (4) 二、石墨的应用 (5) 三、石墨新材料 (6) 四、关于石墨烯 (7) (一)概况 (7) (二)十大用途 (8) 第二章全球石墨行业发展状况分析 (10) 一、世界石墨矿产资源分布 (10) 二、全球石墨生产状况 (11) 三、全球石墨市场状况 (13) (一)全球石墨市场现状 (13) (二)全球石墨技术发展现状分析 (13) (三)全球石墨价格走势 (14) 四、全球主要国家石墨行业发展状况 (14) (一)印度 (14) (二)巴西 (15) (三)加拿大 (15) (四)澳大利亚 (16) (五)捷克 (16) 五、世界石墨市场前景分析 (17) 第三章中国石墨行业发展状况分析 (19) 一、近几年中国石墨行业政策法规环境分析 (19) (一)国家宏观调控政策分析 (19) (二)石墨市场国家宏观发展规划调控方向 (19) (三)石墨进出口政策分析 (19) 二、中国石墨技术现状 (21) 三、我国的石墨资源 (22) (一)石墨的种类 (22) (二)我国石墨资源的特点 (24) 四、我国石墨生产和需求状况 (25) 五、我国石墨产业进出口情况分析 (26) (一)我国石墨进出口总体情况 (26) (二)我国石墨主要进口来源国 (26) (三)我国石墨主要出口国家 (27) 六、我国石墨行业的主要加工企业 (28) (一)方大碳素 (29) (二)中钢吉炭 (29) 七、我国石墨行业的主要开采企业(不含黑龙江) (30) (一)青岛黑龙石墨有限公司 (30) (二)青岛海达石墨有限公司 (31) (三)青岛兴华石墨制品有限公司 (32)

2021石墨烯行业现状及前景趋势

2021年石墨烯行业现状 及前景趋势

目录 1.石墨烯行业现状 (5) 1.1石墨烯行业定义及产业链分析 (5) 1.2石墨烯市场规模分析 (7) 1.3石墨烯市场运营情况分析 (7) 2.石墨烯行业存在的问题 (10) 2.1技术问题趋势 (10) 2.2市场问题趋势 (10) 2.3成本问题趋势 (11) 2.4应用市场有待拓展 (11) 2.5标准体系有待完善 (11) 2.6行业服务无序化 (12) 2.7供应链整合度低 (12) 2.8产业结构调整进展缓慢 (13) 2.9供给不足,产业化程度较低 (13) 3.石墨烯行业前景趋势 (14) 3.1石墨烯复合材料种类多样 (14) 3.2性能优良且应用前景广阔 (14) 3.3石墨烯的应用领域十分广泛 (15) 3.4产业资源加速整合 (15) 3.5政策利好 (15)

3.6延伸产业链 (15) 3.7行业协同整合成为趋势 (16) 3.8生态化建设进一步开放 (16) 3.9服务模式多元化 (17) 3.10呈现集群化分布 (17) 3.11需求开拓 (18) 3.12行业发展需突破创新瓶颈 (18) 4.石墨烯行业政策环境分析 (20) 4.1石墨烯行业政策环境分析 (20) 4.2石墨烯行业经济环境分析 (20) 4.3石墨烯行业社会环境分析 (20) 4.4石墨烯行业技术环境分析 (21) 5.石墨烯行业竞争分析 (22) 5.1石墨烯行业竞争分析 (22) 5.1.1对上游议价能力分析 (22) 5.1.2对下游议价能力分析 (22) 5.1.3潜在进入者分析 (23) 5.1.4替代品或替代服务分析 (23) 5.2中国石墨烯行业品牌竞争格局分析 (24) 5.3中国石墨烯行业竞争强度分析 (24) 6.石墨烯产业投资分析 (25)

石墨烯产业概况

石墨烯产业概况 石墨烯从组成上来看是非常普通的,就和我们写字用的铅笔、烤火用的碳一样,是一种碳材料。但是因为独特的原子排列——以六角型蜂巢结构周期性紧密排列而成的二维平面——又注定了石墨烯的不平凡,这一结构赋予了石墨烯很多出众的性能。 石墨烯是至今发现的最薄、强度最大、导电性能最好的一种新型纳米材料。比如,石墨烯的厚度仅一个碳原子层厚度,约0.335nm;他的热导率高达5300W/m·k,比铜的热导率还高上10倍以上;他的强度高达130GPa,将近钢的100倍;其在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/(V·s),超过了硅材料的10倍,在锑化铟(InSb)的两倍以上,且受温度影响很小;单层石墨烯几乎完全透明,透明度达到97%以上。就是这些超群的性能,使石墨烯一度被冠以“新材料之王”、“黑金”等美誉。 石墨烯展现了在新能源、功能材料、电子信息、节能环保、生物健康、航空航天等领域的巨大应用潜力,被认为是开创超级计算机时代、改变世界的下一个万亿级产业。鉴于此,全球积极布局石墨烯产业,将其提升至战略高度,投入巨资大力研发,角力石墨烯研究领域。 石墨烯作为一种新材料与其他新材料,如纳米材料一样在应用领域的产业进程非常缓慢。但是,经过世界各地、各领域专家十余年的孜孜努力、全力攻克,还是取得了较为显著的成就。 石墨烯产业目前的细分产品主要是石墨烯粉体和石墨烯薄膜。 其中,石墨烯粉体材料制备工艺表现为类化工生产线的特点,现今已能百吨级制备石墨烯。石墨烯粉体材料以添加剂的形式提升产品性能,主要应用方向包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等行业。石墨烯粉体在这些领域以添加剂的形式与传统产品混合,结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。 而石墨烯薄膜,可以应用在导热膜上,发挥其优异的导热性能,用于智能手机、平板电脑等设备的散热层;或利用石墨烯的导电透光以及高度柔性,可以用来制作柔性显示屏、可穿戴设备等。石墨烯巨大的比表面积以及优异的电子传输性能,使得传感器领域成为石墨烯薄膜的一大目标市场;此外,石墨烯对硅的替代有望带来半导体领域颠覆性的革命,成为下一代集成电路、超级计算机的基础材料。 截至2020年,石墨烯已经实现较为成熟应用的方向主要有以下四个: (1)在新能源领域石墨烯粉末作为导电添加剂大幅提升电池、超级电容

黑龙江鸡西石墨产业发展规划研究报告

黑龙江省鸡西市石墨产业发展规划 研究报告 一、鸡西石墨产业发展现状及存在问题 (一)发展历程 鸡西石墨产业发展始于上世纪30年代,目前己形成较为坚实的产业基础。期间经历过上世纪80年代的高峰,也经历了90年代的低谷,进入新世纪以来,石墨产业又进入新一轮的发展阶段。 l、起始阶段 起始阶段(30年代~80年代),当时,在日本人占领东北的客观政治环境下,日本人在鸡西首先发现了石墨矿产资源并进行掠夺性开采。解放后,石墨采选业虽得到延续发展,但一直保持单一企业生产状态,规模小,技术装备落后,只能生产低碳石墨精矿粉。 2、快速发展阶段 快速发展阶段(80年代~90年代中期),随着我国改革开放政策的实施和世界工业经济快速发展,加上日本、韩国等国家对石墨进行战略储备,石墨需求量大幅增加,产品价格上涨,鸡西石墨生产企业骤然增多,产业规模迅速扩大,以柳毛石墨矿为代表的石墨采选能力明显提高,产品出口全球30多个国家和地区,在世界上树立了鸡西“柳毛牌”石墨的知名品牌。 3、产业下滑阶段 产业下滑阶段(90年代中期~新世纪初期),世界石墨产能经过90年代初期快速扩张之后,由于受亚洲金融危机影响,市场需求大幅萎缩,供大于求,价格下降30%以上,石墨企业陷入前所未有的发展困境;同时,企业受其实力及技术装备水平限制,剥离欠账,采剥失衡,产品以原材料初加工为主,缺少市场应变能力,许多采选企业处于停产或半停产状态,导致鸡西石墨产业整体下滑。 4、恢复性发展阶段 恢复性发展阶段(“十一五”后期),进入“十一五”以来,我国经济快速发展,国际市场逐渐恢复,产品需求快速增长,加速了石墨产业发展。新企业依靠技术创新,调整产品结构,加之政府宏观引导,石墨产业开始走向良性发展轨道,尤其是近年来,引进深圳贝特瑞、香港浩市公司,培育奥宇、金宇、普晨、盛源石墨公司等一批优势企业,为石墨产业下一步发展奠定了坚实基础。 (二)产业现状 经过改革开放30多年以来的快速发展,石墨产业在采选能力、产量方面大幅增长,产品品种不断增加,企业结构进一步优化。 1、石墨产量和经济效益持续增长 截止2010年,全市石墨精矿产能达到26万吨,产量19.6万吨,产值6亿元,产业总体上保持了增长势头,2010年比2005年产量、产值分别增长了64.7%,71.4%0

石墨烯项目投资建议书

石墨烯项目 投资建议书 规划设计/投资分析/产业运营

摘要 目前全球石墨烯由于研发成本高,仍未完全实现产业化。从全球石墨 烯商业化产品的发展现状来看,一方面,中国在石墨烯研发和产品市场应 用方面已经走在了世界前列;另一方面,在应用领域上,目前市场上石墨 烯应用最大的领域是复合材料和能源,其次在过滤净化等其他领域也有少 量应用。未来石墨烯还将在储能材料(锂电池、超级电容器)、半导体、 显示器件、热管理、材料学、环保、生物医学、航空航天等多个领域实现 产业化,应用领域广泛,市场前景大好。 该石墨烯项目计划总投资2916.31万元,其中:固定资产投资2386.48万元,占项目总投资的81.83%;流动资金529.83万元,占项 目总投资的18.17%。 本期项目达产年营业收入4987.00万元,总成本费用3808.92万元,税金及附加51.89万元,利润总额1178.08万元,利税总额 1392.46万元,税后净利润883.56万元,达产年纳税总额508.90万元;达产年投资利润率40.40%,投资利税率47.75%,投资回报率30.30%,全部投资回收期4.80年,提供就业职位97个。

石墨烯项目投资建议书目录 第一章基本信息 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标

石墨烯塑料的制备方法及产业化方向

石墨烯塑料的制备方法及产业化方向 石墨烯塑料的制备方法 石墨烯塑料(石墨烯改性塑料复合材料)性能的优劣与其制备过程中的加工条件是分不开的。不同的制备方法导致石墨烯在基体中的分散性、界面作用和空间结构均有所不同,而这些因素则决定了复合材料的刚度、强度、韧性和延展性等。 就目前研究所知,对于石墨烯塑料,可以通过对剪切力、温度和极性溶剂的控制来控制石墨烯的分散程度以及石墨烯片层的剥离程度。 石墨烯塑料的物理制备方法包括溶液混合法和熔融共混法,化学方法方面应用较多的有原位聚合法、乳液混合法、层层自组装技术(LbL)等。 溶液混合法 溶液混合法是将石墨烯材料(GO、RGO)在溶剂中溶解制得悬浮的单层石墨烯,使其*程度地分散在聚合物基体中。如将改性氧化石墨烯GO分散在有机溶剂中,还原得到石墨烯RGO,然后与聚合物进行溶液共混制成复合材料。溶液混合法能将石墨烯较好地分散在聚合物基体中。这种方法因其分散效果好、制备速度快以及能够很好地控制各成分的状态而得到了广泛的应用;但该方法需要使用有机溶剂,会对环境造成不良影响。 熔融共混法 熔融共混法是一种无溶剂制备方法,利用挤出机产生的剪切力克服界面作用力将填料分散在聚合物熔体中。熔融共混中由于分别制备石墨烯和聚合物,因此石墨烯的尺寸与形态可控,但是石墨烯在聚合物基体中集聚而不易分散,并且与聚合物的界面作用较差。熔融共混法是制备石墨烯塑料比较实用的方法,其工艺较为简单,可实现大规模低成本制备,但是较高的温度和局部压力会影响复合材料各成分的稳定性。 原位聚合法 原位聚合法是将石墨烯与聚合物单体混合,然后加入催化剂引发反应,*制得复合材料。通过检测发现,这种方法没有破坏复合材料的热稳定性,不过原位聚合法的反应条件难以确定,加入导热添加剂后会对聚合物产生不确定影响。

石墨烯产业发展概况

石墨烯产业概况 一、概况 石墨烯是一种由碳原子以sp2 杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,厚度在一个纳米以下,最早是由诺贝尔奖获得者——英国曼彻斯特大学物理学家AndreGeim 和Konstantin Novoselov 用微机械剥离法从石墨中分离得到的。石墨烯具有非常良好的抗拉强度及透光、导电和导热性能,被誉为新世纪的“材料之王”。 近年来,石墨烯概念在全球受到追捧,各国政府、科研院所、企业和金融机构等都对此给予了较大关注。根据BCC Research 最新研究报告预测,2018 年全球石墨烯市场规模将达到 1.95 亿美元,到2023 年将超过13 亿美元。中国石墨烯产业发展也较快,2015 年全国石墨烯市场规模约610 万美元,同比增长超过336%,初步统计2016 年已突破2000 万美元。然而在快速发展的同时,中国的石墨烯产业也饱受争议,业界有人质疑其将“沦为下一个光伏产业”,给产业的后续发展构成障碍。 二、中国石墨烯产业发展现状 由于技术进步和成本下降速度不够快的原因,目前中国的石墨烯行业还没有出现大规模产业化,政府的产业扶持政策体系也在完善过程中。但依据目前的市场需求预测,中国的石墨烯产业化将会在较短时间内取得突破。中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布的2016 年数据显示,到2020 年,全球石墨烯市场规模将超过1000 亿元,新能源行业的锂电池和超级电容市场规模将突破534 亿元,其中中国占比50%~80%。 2.1 产业链发展现状 按照产品属性进行划分,石墨烯产业可分为上游、中游和下游三个部分。上游为石墨烯的原材料产业,包括石墨开采和烃类物质加工

等;中游是石墨烯的生产加工产业,包括石墨烯薄膜、石墨烯粉体等产品的加工等;下游是石墨烯的应用,主要包括半导体、柔性电子、生物医药、环保等领域。总体来看,石墨烯产业的上中下游发展程度不同。 2.1.1 石墨产业 上游的石墨等产业发展较为成熟。首先,资源储量较大。据中国地质调查局的报告,中国是世界第二大石墨资源国,石墨基础储量约占世界总储量的33%,已查明资源储量2.6×108t,预测资源潜力18.7×108t,主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。从产量来看,中国是世界第一大石墨生产国,2015 年全国石墨产量达到86×104t,占世界总产量的67.7%。目前国内有石墨矿山194 座,其中大型矿山40 座,中型19 座,小型135 座,主要分布在内蒙古、黑龙江、河北、山东、湖南及四川等地。 中国同时也是世界上最大的石墨出口国和消费国,2015 年出口量为25.1×104t,占世界贸易量的79.0%;消费量约为61.4×104t,占世界消费总量的53.4%。 2.1.2 石墨烯生产加工业 石墨烯生产加工是产业链的中游,目前中国从事石墨烯研发、生产和应用的相关企业数量超过400 家,约占全球石墨烯从业企业总量的3/4。典型的从业企业有江南石墨烯研究院、常州二维碳素科技有限公司、上海南江集团( 技术由中科院宁波材料所提供)、中科重庆绿色智能技术研究院等。在企业的地理分布上,北部以山东青岛为主,东部以江苏的常州、无锡为主,南部以广东省的深圳、东莞为主,在中西部地区和东北各省份有零星的石墨烯从业企业,但未形成产业集群。从企业类型上看,目前将石墨烯作为主营业务的企业有近70 家,其中包括石墨烯粉体相关企业50 多家,石墨烯薄膜相关企业近10 家。在石墨烯的生产技术方法上,采用微机械剥离法、化学气相沉积

石墨烯技术突破与市场前景分析

石墨烯技术突破与 市场前景分析 石墨烯市场前景广阔,有望产生巨大的经济效益,其产业化方向明确,相关制备技术和应用技术亟待突破。目前,石墨烯产业爆发点已经形成,世界主要国家不断加大研发支持力度,争抢产业化制高点,石墨烯技术突飞猛进。我国应制定国家级产业发展规划,加大资金支持力度,加强自主知识产权建设,以加快我国石墨烯产业的发展。 文/王本力 石 墨烯是21世纪最具颠覆性的新材料,具有强度最高、韧性最高、透光率最高、重量最轻、电子 迁移率最快、导电性最佳的优异特性,借 助“石墨烯+”战略平台,可以为一大批传统材料的性能提升与应用拓展提供有力支撑,同时衍生出一系列性能优异的新一代功能元器件,在锂离子电池、太阳能电

池、超级电容器、传感器、生物医药、复合材料、环保、柔性显示、半导体行业等传统领域和新兴领域的应用都将引起相关行业革命性的变革,改变行业现有竞争格局,成为引领新一代工业技术革命的战略性新兴产业。目前,石墨烯行业正处于从技术向商业演变的关键时期,大规模应用即将到来。 技术突破 世界主要国家不断加大研发支持力度,争抢产业化制高点。 2010年,石墨烯发现者获得诺贝尔物理奖后,全球科技界和工业界竞相关注,截止目前大约有80多个国家和地区开展石墨烯及其应用研究。近两年来,石墨烯产业化方向逐渐清晰,石墨烯研发支持力度不断加大。美国、欧盟及其成员国、日本和韩国等先后从国家战略高度开展相关部署,出台多项支持政策和研究扶持计划。随着“中国制造2025”国家战略的出台,石墨烯扶持力度加码,国家、地方政府、产业联盟通过多种手段支持石墨烯产业发展。总体上,前期世界各国的支持政策主要集中在石墨烯基础研究;目前,大多集中在石墨烯产业链中游,以石墨烯功能器件研发为主。预计未来5到10年,各国对石墨烯行业的支持仍将集中在石墨烯中游产业链,以进一步加快石墨烯产业化。 众多科研机构、企业纷纷进入,但国内外差异显著。 据不完全统计,全球有近300家公司 涉足石墨烯研究,包括IBM、英特尔、美 国晟碟、陶氏化学、通用、杜邦等。国外 高校和企业掌握了大量核心专利,在石墨 烯产业化进程中扮演着重要角色。韩国三 星、美国IBM、韩国成均馆大学、韩国科 学技术研究所、日本东芝公司、美国赖斯 大学等具有较高的影响力。国内相关研究 主要集中在高校和中科院,有80多所一流 大学和研究机构涉足石墨烯,但在企业 层面只有深圳鸿海具有一定优势,且专利 数量远远落后于三星、IBM等国外企业, 石墨烯研发过程中企业的主体作用亟待进 一步加强。另一方面,国内研究多集中于 bottom-up方法制备、在锂离子电池电极 中的应用、石墨烯复合材料方面,在半导 体器件方面实力弱,产业布局亟待进一步 优化。 石墨烯技术突飞猛进,世界各国加 快专利布局。 2010年后,全球石墨烯相关论文和 专利数量呈井喷式增长。根据切萨布鲁夫 技术生命周期理论,石墨烯产业仍处于技 术成长期,且技术演化趋势正由石墨烯制 备工艺向具体应用领域转变。从1991年开 始至今,全球共发表石墨烯相关SCI论文 137690篇。其中,中国、美国、韩国和日 本发表论文数量位居全球前四名,占比分 别是34.2%、18.9%、7.5%和5.4%。 从1994年开始至今,全球共有12518 件石墨烯相关专利。从技术原创国专利申 性新兴产业。目前,石墨烯行业正处于从技术向商业演变的关键时期,大规模应用即将到来。 王本力 工业和信息化部赛迪智库原材料工业研究所

石墨烯的产业化应用实例

第4章石墨烯的产业化应用实例 石墨烯是一种神奇的材料,只要添加一点,其它材料就有可能产生神奇的效果,作为材料界革命性的“超级材料”,它几乎无所不能。自从2010年开始石墨烯透明导电薄膜和石墨烯触摸屏手机,以及添加了石墨烯材料的防腐涂料、塑料等新材料都表现出了优异的性能,引起了各界的关注。 目前在国,石墨烯粉体,石墨烯薄膜和石墨烯浆料已具备批量化生产的能力,一系列石墨烯的产业化应用也已经大规模铺开。 1、石墨烯粉体 所谓“石墨烯粉体”,实际上就是单层石墨烯和多层石墨烯的混合物。目前公众对石墨烯的理解有些混乱。一些企业或者是媒体报道中虽然号称“石墨烯”,但是事实上可能仅是石墨而已。 事实上,现在全世界对石墨烯也没有一个明确的定义。材料+微信公众号容专业,可以关注;资料显示,最初的石墨烯仅指一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的二维材料。2010年诺贝尔物理学表彰的石墨烯研究指的就是这种材料。后续研究表明,从电学性质上讲,两层与三层、乃至十层的碳原子也具有各自特殊物理性质,目前10层以的说法逐渐被学术界认可。最近成立的中国石墨烯联盟标准化委员会认定,10层以的碳原子材料才属于石墨烯围。 2、石墨烯透明薄膜 而石墨烯透明薄膜是利用甲烷或者其它气体在铜箔上生长石墨烯,也就是所谓的气相沉积法,这种方法生产石墨烯更是与石墨资源毫无关系。石墨烯薄膜的生产,其实就是把气体通过一系列处理,特别是高温处理,使其生长在金属衬底上,直至在金属衬底上长满。而石墨烯本身是透明的,对于金属衬底来说,上面有没有附着石墨烯,在颜色上仅稍微有一点点差别,一般人很难看出来。但是,通过这种方法制作的石墨烯的尺寸,基本取决于金属衬底的大小,石墨烯薄膜的尺寸和技术水平关联度不大。材料+微信公众号容专业,可以关注;在商业化的环境下,探讨石墨烯薄膜的尺寸意义不大,综合经济成本才是关键性的因素。在综合经济成本当中,原料虽然可以忽略,但是生产石墨烯以及石墨烯的转移总体来说还是一个很复杂的过程,每一道工序都在无尘的环境中进行。 3、石墨烯浆料 石墨烯浆料是可以应用与真空显示屏、锂离子电池等电子器件上的导电添加

解读石墨烯四大应用领域

石墨烯四大应用领域全解读 石墨烯(Graphene)又称单层墨,是一种新型的二维纳米材料,是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能,石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域应用前景广阔,被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。石墨烯相关专利开始呈现爆发式增长(2010 年353 件,2012年达1829 件)。总体看来,石墨烯技术开始进入快速成长期,并迅速向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈,各国的技术优势正在逐步形成。 石墨烯出现在实验室中是在2004年,当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈;杰姆和克斯特亚;诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。因此,两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。 石墨烯应用领域 中科院近期发布的一份报告指出,石墨烯的研究和产业化发展持续升温,从石墨烯专利领域分布来看,其应用技术研究布局热点包括:石墨烯用作锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等。主要集中在如下四个领域: (一)传感器领域。 石墨烯因其独特的二维结构在传感器中有广泛的应用,具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点,能提升传感器的各项性能。主要用于气体、生物小分子、酶和DNA 电化学传感器的制作。新加坡南洋理工大学开发出了敏感度是普通传感器1000 倍的石墨烯光传感器;美国伦斯勒理工学院研制出性能远超现有商用气体传感器的廉价石墨烯海绵传感器。 (二)储能和新型显示领域。 石墨烯具有极好的电导性和透光性,作为透明导电电极材料,在触摸屏、液晶显示、储能电池等方面有很好的应用。石墨烯被认为是触摸屏制造中最有潜力替代氧化铟锡的材料,三星、索尼、辉锐、3M、东丽、东芝等龙头企业均在此领域作了重点研发布局。美国德州大学奥斯汀分校研究人员利用KOH对石墨烯进行化学修饰重构形成多孔结构,得到的超级电容的储能密度接近铅酸电池。密歇根理工大学科学家研发出一种独特蜂巢状结构的三维石墨烯电极,光电转换效率达到7.8%,且价格低廉,有望取代铂在太阳能电池中的应用。东芝公司研发出石墨烯与银纳米线复合透明电极,并实现了大面积化。 (三)半导体材料领域。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档