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材料界“网红一哥”——石墨烯5大应用领域，产业浪潮开启看点：应用领域不断拓展，石墨烯大规模产业化即将开始。
石墨烯属于二维碳纳米材料，具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等出色的材料特性，其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯的大规模商业应用方向主要分为粉体和薄膜，其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领域，石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域，其中来自新能源的需求超过 70%。
全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。
预计到 2020 年末，全球和国内石墨烯行业市场规模分别为 95 亿美元和 200 亿元，中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的 30%，并有逐年提高的趋势。
本期的智能内参，我们推荐国信证券的研究报告，揭秘石墨烯的性能特点、产业链概况、下游需求和国内外行业现状。
本期内参来源：国信证券1性能强大的新材料之王石墨烯是 2004 年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，英文名为 Graphene，为一层碳原子构成的二维晶体。
石墨烯与其他有机高分子材料相比，有比较独特的原子结构和力学特性。
石墨烯的理论杨氏模量达 1.0TPa，固有的拉伸强度为 130Gpa，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，被誉为“新材料之王”、“黑金”。
▲典型的石墨烯结构图▲ 单层石墨烯是其他碳材料的基本元素石墨烯按照层数可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。
按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。
按照外在形态、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。
▲石墨烯分类石墨烯具有超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性、溶解性、渗透率、高柔性和高强度等出色的材料特性。
它的的应用领域非常广泛，主要集中在基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯作用石墨烯是由碳原子单层组成的二维晶体，具有许多特殊的物理和化学性质，因此被广泛研究和应用。
下面将介绍石墨烯的主要作用。
首先，石墨烯具有优异的导电性能。
石墨烯中的碳原子形成了类似于蜂窝状的结构，使得电子能够在平面内自由传导。
实验证明，石墨烯的电导率是铜的200倍，是硅的1000倍。
这使得石墨烯可以应用于新型的导电材料和电子器件中，例如高性能晶体管、柔性电子产品等。
其次，石墨烯具有极高的机械强度和柔性。
尽管石墨烯只有一个原子层厚度，但其结构十分稳定，可以抵抗高达130 GPa的拉伸应力，是钢铁的200倍。
同时，石墨烯也具有良好的柔性，可以在各种形状和表面上进行弯曲和拉伸，这使得它成为柔性电子材料和新型纳米复合材料的理想选择。
另外，石墨烯具有优异的光学性能。
由于只有一个原子层的厚度，石墨烯对光的吸收非常高，能达到2.3%的光吸收率。
同时，石墨烯也具有宽广的光谱响应范围，从紫外到红外都有很好的响应。
这些优良的光学性能使得石墨烯可以应用于太阳能电池、光电器件和光学传感器等领域。
此外，石墨烯还具有良好的热传导性能。
石墨烯中的碳原子形成了紧密的结构，使得热能能够沿着平面快速传导。
相较于铜和银等常见的热传导材料，石墨烯的热传导性能要好得多。
这使得石墨烯可以应用于热管理领域，例如制造高效的热导材料和热界面材料。
此外，石墨烯还具有良好的化学反应活性。
石墨烯表面的高度活性碳原子可以与其他物质发生化学反应，形成各种功能化合物。
这使得石墨烯可以用于催化剂、储能器件和吸附材料等领域。
总的来说，石墨烯作为一种新型的材料，具有广泛的应用前景。
除了上述提到的领域之外，石墨烯还可以应用于生物医药、环境保护、信息传输等多个领域，对人类社会的发展具有重要影响。
石墨烯材料的性质和应用随着科学技术的不断进步和人类对于未知世界的探索，石墨烯材料作为新型纳米材料，越来越受到人们的重视。
石墨烯材料具有独特的结构和性质，具有广泛的应用前景。
本文将从石墨烯的结构、性质及应用三个方面着眼，介绍石墨烯材料的性质和应用。
一、石墨烯的结构石墨烯材料的基本结构是由一个碳原子单层构成。
这些碳原子排列成六边形晶格，形成一个平面的结构，可以看作是石墨单层。
因此，石墨烯材料也可以被称为石墨单晶片。
石墨烯材料的晶格结构非常特殊，具有较高的表面积和光电性能。
同时，在石墨烯材料的晶格中，每个碳原子都与它周围的三个碳原子形成“三角形”结构，也称为“sp2杂化”。
二、石墨烯的性质1.力学性质石墨烯材料具有很高的强度和硬度，同时也具有弹性和柔韧性。
石墨烯单层的强度比钢还要高200倍，而且非常轻，密度只有钢的1/6。
这使得石墨烯材料具有很高的应用价值。
2.电学性质石墨烯材料具有很高的导电率和电子迁移率，是目前已知的导电材料中最好的之一。
石墨烯材料的电子运动速度可达到约1/300光速，这就使得其可以在电子器件中应用。
同时，石墨烯材料的电子迁移率非常高，可以达到15,000cm²/V·s，远高于硅材料。
3.热学性质石墨烯材料具有很高的热导率，是目前已知的热导率最高的固体之一。
石墨烯材料的热导率达到了5300W/(mK)，也就是说，我们的石墨烯材料可以在高温、高压情况下始终保持稳定的性能，而不会因温度过高而熔化变形。
三、石墨烯的应用1.电子材料领域作为新型纳米材料，石墨烯材料在电子领域拥有广泛的应用前景。
首先，石墨烯材料的高导电性和高迁移率使其成为极佳的导电材料，可以用于制造集成电路和晶体管等器件。
其次，石墨烯材料的高透明度和柔韧性，可以用于制造柔性显示器等设备。
此外，在太阳能材料领域，石墨烯材料的高光电转换效率也具有重要的应用价值。
2.能源材料领域石墨烯材料在能源材料领域也具有广泛的应用前景。
石墨烯的原理与应用1. 石墨烯的定义石墨烯是一种由碳原子组成的二维结构材料，具有独特的物理和化学性质。
它由一个由碳原子构成的平面网格形成，碳原子之间通过共价键连接，形成一个强大的稳定结构。
石墨烯拥有优异的电导率、热导率和机械强度，还具有一系列特殊的光学性质。
2. 石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法有多种，包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等。
•机械剥离法是最早发现的一种制备石墨烯的方法，通过使用胶带或其他粘性材料将石墨大块的层层剥离，直到获得单层或少层石墨烯。
•化学气相沉积法是一种通过化学反应在金属基底上生长石墨烯的方法。
在高温和适当气氛条件下，将碳源气体（如甲烷、乙烷等）导入反应室，然后在金属表面上生长石墨烯薄膜。
•化学还原法是一种将氧化石墨还原为石墨烯的方法。
首先将氧化石墨与还原剂进行反应，然后对产物进行处理，得到石墨烯。
3. 石墨烯的性质及特点石墨烯具有许多独特的性质和特点，使其在各种领域具有广泛的应用前景。
•高电导率：石墨烯的电导率非常高，是传统导体铜的200倍以上。
•高热导率：石墨烯的热导率也非常高，是铜的比热导率高3000倍。
•机械强度：尽管石墨烯是由单层原子构成的，但其机械强度非常高，是钢铁的200倍。
•透明性：石墨烯对光的透过率非常高，几乎可以达到100%。
•柔韧性：石墨烯具有良好的柔韧性，可以弯曲和扭曲而不会断裂。
•光学性质：石墨烯对光的吸收和散射特性独特，具有很好的光学性能。
•化学稳定性：石墨烯在大多数化学环境中具有较好的稳定性。
4. 石墨烯在电子学中的应用石墨烯作为一种杰出的导电材料，在电子学领域具有广泛的应用潜力。
•晶体管：石墨烯可以制备成高速、高频率的晶体管，用于替代传统的硅材料，具有更好的电导率和更低的功耗。
•电子器件：石墨烯可以制备成各种电子器件，如传感器、超级电容器、透明导电膜等，应用于电子产品和设备中。
•柔性电子学：石墨烯的柔韧性使之可以应用于柔性电子学领域，如可穿戴设备、可折叠屏幕等领域。
石墨烯的性质及应用石墨烯是一种由碳原子通过共价键结合形成的二维晶体结构，具有一系列独特的性质和应用潜力。
以下将详细介绍石墨烯的性质和应用。
性质：1. 单层结构：石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体结构，在垂直方向上只有一个原子层，具有单层的特点。
2. 高强度：尽管石墨烯只有一个碳原子层，但其强度非常高。
石墨烯的破断强度远远超过钢铁，是已知最强硬的材料之一。
3. 高导电性：石墨烯的碳原子呈现出类似于蜂窝状的排列方式，使得电子能够在其表面自由传导。
石墨烯的电子迁移率是晶体硅的200倍以上，使得其具有非常高的导电性能。
4. 高热导性：由于石墨烯中的碳原子排列紧密，热量传递效率非常高。
石墨烯的热导率超过铜的13000倍，是已知最高的热导材料之一。
5. 弹性：石墨烯具有非常强的弹性，在拉伸过程中可以扩展到原始长度的20%以上，然后恢复到原始形状。
这种弹性使得石墨烯在柔性电子学和拉伸传感器等领域具有广泛应用。
应用：1. 电子器件：石墨烯的高导电性和高迁移率使其成为制造高速电子器件的理想材料。
石墨烯可以作为传统半导体材料的替代品，用于制造更小、更快的电子元件，如晶体管、电容器和电路等。
2. 透明导电膜：石墨烯具有优异的透明导电性能，可以制备成透明导电膜，用于制造触摸屏、显示器和太阳能电池等设备。
相比于传统的氧化铟锡(ITO)薄膜，石墨烯具有更好的柔性和耐久性。
3. 电池材料：石墨烯可以用作锂离子电池的电极材料，具有高电导性和高比表面积的优势。
石墨烯电极可以提高电池的充放电速度和储能密度，有望在电动汽车和可再生能源储存等领域得到应用。
4. 传感器：石墨烯具有优异的电子迁移率和极高的比表面积，使其成为制造高灵敏传感器的理想材料。
石墨烯传感器可以用于检测气体、压力、湿度和生物分子等，具有快速响应和高灵敏度的特点。
5. 柔性电子学：石墨烯的高强度和高弹性使其成为柔性电子学的重要组成部分。
石墨烯可以制备成柔性电路、柔性显示屏和柔性传感器等，有望应用于可穿戴设备、智能医疗和可卷曲设备等领域。
石墨烯应用前景石墨烯是一种新兴的二维材料，具有独特的性质和潜在的应用前景。
以下是石墨烯的几个重要应用领域和前景。
首先，石墨烯在电子学领域有着巨大的潜力。
由于石墨烯是单原子层的二维材料，具有很高的电导率和电子迁移率，可以用于制造高速、高性能的电子器件。
例如，石墨烯可以替代现有的硅材料，用于生产更小、更快的微处理器。
此外，石墨烯也可以用于制造柔性显示屏和柔性电子器件，为电子产品的发展提供更多可能性。
其次，石墨烯在能源领域有着广阔的应用前景。
石墨烯具有优异的导电特性和高比表面积，可以用于制造高效的电池和超级电容器。
石墨烯电池具有更高的储存能量和更快的充电速度，可以为电动汽车和移动设备提供更长的续航时间和更便捷的充电方式。
此外，石墨烯还可以用于制造高效的太阳能电池和燃料电池，进一步推动可再生能源的发展和利用。
此外，石墨烯还有广阔的应用前景在材料科学和化学工程领域。
石墨烯具有出色的机械强度和柔性，可以用于制造轻量、高强度的材料。
石墨烯复合材料可以应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域，提供更安全、更耐用的产品。
同时，石墨烯还具有高热导率和高化学稳定性，可以用于制造高效的催化剂和吸附剂，有助于解决环境污染和能源转化等问题。
最后，石墨烯还有潜在的生物医学应用。
石墨烯具有高比表面积和生物相容性，可以用于制造生物传感器、药物递送系统和组织工程等领域。
石墨烯纳米材料可以用于检测和治疗癌症、感染和神经退行性疾病等重大疾病，为医学诊断和治疗提供新的手段和方法。
综上所述，石墨烯具有广泛的应用前景，在电子学、能源、材料科学和生物医学等领域都有着重要的应用价值。
随着相关技术的不断发展和成熟，相信石墨烯将会成为未来科技和工业发展的重要驱动力。
石墨烯是什么用途石墨烯是一种由碳原子构成的二维蜂窝状晶格结构材料，它是由一层厚度仅为一个原子的石墨片剥离而来的。
石墨烯的独特结构和性质使其具有广泛的应用前景，特别是在电子学、能源领域、生物医学、材料科学等领域。
首先，石墨烯在电子学领域有着巨大的应用潜力。
由于石墨烯具有高电子迁移率、高载流子流动速度和高热导率等优异的电学性能，被认为是下一代微电子器件的理想材料。
它可以用于制造高速晶体管、快速电子器件、高频电路和柔性电子器件等。
此外，由于石墨烯是有机材料，可以与有机分子相结合，具有制备新型有机太阳能电池等光电器件的潜力。
其次，石墨烯在能源领域也有重要的应用价值。
石墨烯具有优异的导电性和热导率，可以用作电池、超级电容器和储氢材料等能量存储和转换器件。
此外，石墨烯还可以用于制备太阳能电池、光催化材料和储能材料等，可以提高能量的转化效率和储存密度，并推进清洁能源的开发和利用。
此外，石墨烯还在材料科学领域发挥着重要作用。
石墨烯具有出色的力学性能，是最轻、最坚硬的材料之一，同时又具有良好的柔性和延展性。
因此，石墨烯可以用于制备高强度和轻质复合材料、纳米复合材料和柔性薄膜等。
此外，石墨烯还可以用于制备高性能的传感器、滤膜、分离膜和纳米材料等，可以解决环境污染和能源危机等重大问题。
在生物医学领域，石墨烯也被广泛应用。
石墨烯具有优异的生物相容性和生物安全性，可以作为药物传递系统、生物传感器和光学成像剂等。
石墨烯还可以用于制备生物传感器、基因传递系统和组织工程等，可以促进疾病的早期诊断、药物的靶向输送和组织的再生修复。
总之，石墨烯作为一种新型的纳米材料，具有许多独特的物理、化学和生物学性质，因此在电子学、能源领域、生物医学、材料科学等多个领域具有广泛的应用前景。
未来，石墨烯的研究和开发将继续推动科学技术的发展和社会的进步。
高纯度石墨烯用途
高纯度石墨烯具有许多潜在的应用领域。
以下是一些常见的用途：
1. 电子学和纳米电子学：高纯度石墨烯具有优异的电子传输性能，可用于制备高性能的半导体器件、电极材料和导电材料。
它可以应用于智能手机、平板电脑、显示器等电子产品中。
2. 能源储存：石墨烯具有高比表面积和优异的电导性能，可用于制备高性能的锂离子电池、超级电容器和燃料电池。
3. 材料强化剂：高纯度石墨烯可用作填充剂，增强材料的力学性能。
它可以应用于塑料、橡胶、复合材料等领域，提高材料的强度和硬度。
4. 光学应用：石墨烯具有优异的光学性能，如高透明度、宽波段吸收和强烈的拉曼散射。
它可以应用于光电子器件、传感器和光学涂料中。
5. 生物医学：高纯度石墨烯在生物医学领域具有广泛的应用前景，如药物传输、生物传感器、组织工程和癌症治疗等。
6. 水处理：石墨烯具有高效的吸附性能和氧化性，可用于水处理、废水处理和污水处理中的去除有害物质。
7. 润滑剂：石墨烯的层状结构使其在润滑领域具有优异的表现。
高纯度石墨烯可以用作高温润滑剂、固体润滑剂和润滑涂层。
这些仅是高纯度石墨烯的一些常见应用，随着研究和技术的发展，石墨烯的更多应用领域可能会被发现。
石墨烯的性质和应用随着科学技术的不断进步，许多新材料的诞生改变了我们的生活和工作方式。
其中，石墨烯是一种备受关注的新型材料。
它的特殊性质和广泛的应用前景吸引了无数科学家和工程师的关注。
本文就石墨烯的性质和应用进行探讨。
一、石墨烯的性质石墨烯是一种由碳原子组成的2D平面结构材料，具有许多独特的物理性质。
1. 单层结构石墨烯由单层的碳原子组成，具有纳米级厚度。
它的厚度只有一层原子，因此也被称为二维材料。
石墨烯的单层结构赋予了它其他材料所不具备的独特性质。
2. 强度高石墨烯的强度非常高，是钢铁的200倍以上。
它的强度来自于碳原子之间的强共价键。
在应用中，石墨烯的高强度可以使其成为构造材料、抗弯曲材料等。
3. 导电性好石墨烯的电阻率非常小，是铜的5倍，是硅的10倍。
这是因为石墨烯的碳原子之间结合紧密，电子可以自由地在其表面运动。
石墨烯的导电性和电子移动速度远高于其他材料，可用于制作导线、集成电路等。
4. 热传导性好石墨烯的热导率很高，是铜的两倍以上，这是由于碳原子之间的距离很短，区域摆动自由度少。
石墨烯可以作为散热材料、微型发电机等。
二、石墨烯的应用石墨烯的独特性质使其在许多领域都有着广泛的应用前景。
下面就石墨烯的一些应用进行简要介绍。
1. 电子学领域石墨烯是目前最好的导电材料之一，其热传导能力也非常强。
在电子领域，石墨烯可用于制作高速电子器件、新型集成电路等。
石墨烯的出现也有望解决传统硅电路面临的热问题。
2. 机械领域石墨烯的强度高、韧性好，也极具抗氧化性能。
这使其可以作为材料加固增强和防腐，也能用于制作高强度结构材料和防爆材料等。
3. 光电领域石墨烯具有极好的吸收、透过性能和宽光谱响应。
因此它可作为透光材料、红外光材料、发光材料和太阳能电池等。
4. 生物领域石墨烯在生物领域也有着广泛的应用，它可以用于制备药物载体、分子传感器和免疫芯片等。
总之，石墨烯是一种具有广泛应用潜力的新型材料。
虽然它的商业应用还处于发展阶段，但其一个个神奇的性质和应用前景已经吸引了许多科学家和工程师的关注。
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，而是在电池的电极使用石墨烯材料。
在理论上石墨烯电极可能有超过石墨两倍的比容量。
另外，如果将石墨烯和炭黑混合后作为导电添加剂加入锂电池可以有效降低电池内阻，提升电池倍率充放电性能和循环寿命，而且电池的弯折对充放电性能没有影响，因此电极采用石墨烯材料后，使电池具备高充放电速率是石墨烯电池具备快速充电的原因。
在锂电池中应用，石墨烯的主要功能包括两个：一是导电剂，二是电极嵌锂材料。
以上两点应用都是在和传统的导电碳/石墨竞争。
目前石墨烯在锂电池中的添加形式主要有三种：导电添加剂、电极复合材料、直接作为负极材料，目前石墨烯导电剂研发技术已经相对成熟。
石墨烯在锂电池中的应用2.1.1石墨烯作为锂离子电池正极导电添加剂锂电池正极材料导电添加剂，显著提高充放电及导电性能，正极材料导电添加剂是石墨烯锂电池应用中走在产业化最前端的一环。
石墨烯是高性能锂电池正极导电添加剂的新选择。
利用其二维高比表面积的特殊结构所带来的优异电子传输能力，可显著提高电极材料容量挥发、降低电池内阻，提高倍率性和循环寿命，改善电池的高低温和安全性能。
全球石墨烯导电剂用量预测就石墨烯导电剂而言，其凭借石墨烯优异的载流子迁移率(15000cm2/V-1•s-1)和超低电阻率（10-6Ω·cm），可显著降低电池内阻、提高倍率性能和循环寿命，并改善电池的高低温和安全性能。
2.1.2 石墨烯作为锂离子电池负极材料石墨烯负极材料能够提高负极锂电池理论比容量和倍率性能。
石墨烯的孔道结构使得锂离子在负极材料中的扩散路径比较短，有效提高电导率；石墨烯优异的机械性能和化学性能使得其复合电极材料具备结构稳定性，能够有效提高电极材料循环稳定性。
石墨烯包覆硅用于负极可提高储能密度，助推电池轻量化。
目前实验室石墨烯包覆硅的复合材料储能密度可达到800mAh/g。
2.1.3 石墨烯应用于锂离子电池功能涂层铝箔石墨烯功能涂层铝箔可有效降低电池内阻。
石墨烯涂覆于铝箔集流体上，形成石墨烯功能涂层铝箔可使电池内阻降低一半，而容量不受损失，同时电池的循环寿命提高20%以上。
2.1.4 石墨烯应用于锂离子电池导电浆料石墨烯导电添加剂显著提高充放电及导电性能。
导电添加剂是石墨烯锂电池应用中走在产业化最前端的一环，石墨烯导电浆料技术成熟，成本优势凸显，已批量供货。
目前已有多家公司进行石墨烯在锂电池的应用，石墨烯在导电添加剂方面已经量产。
2.1.5 石墨烯基锂硫电池以单质硫为正极，金属锂为负极的锂硫电池具有高达2600 Wh·kg-1的理论能量密度，高导电石墨烯作为集流体，相比传统的金属集流体，其轻质的特点有助于提升电池整体的能量密度并，同时由于单质硫储量丰富、价格低廉等特点，锂硫电池被视为最具有发展前景的下一代高能量二次电池之一，受到了研究者的广泛关注。
2.2 石墨烯燃料电池燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。
燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。
石墨烯有益于解决燃料电池中技术难题及成本问题。
利用石墨烯类膜材料输运特性有望解决燃料电池核心部件“质子传导膜”的燃料渗透难题，同时用掺氮石墨烯催化剂显然可大大降低燃料电池成本。
石墨烯燃料电池2.3石墨烯纸蓄电池将氧化石墨烯制成石墨烯纸，石墨烯纸可起到质子导体作用，用石墨烯纸制成的蓄电池具有良好的初容量。
石墨烯的掺入可使蓄电池的比容量及活性物质利用率提升10 % 以上。
蓄电池负极中分别加入石墨烯，提升了高倍率放电性能，大大延长了循环寿命，添加石墨烯的负极板都具有70 % 以上的高孔率。
石墨烯纸以极好的导电性，极大的比表面积等特殊性能，应用到蓄电池中可提升比容量和活性物质利用率；石墨烯可使铅膏保持高孔率，有利于提升电池的倍率放电能力和充电接受能力，延长循环寿命。
2.4 石墨烯超级电容超级电容器是一种介于传统电容器和二次电池之间的电化学储能装置，具有高功率密度、快速充放电、高循环寿命、无污染、免维护等优点，在各类需要能源转化的领域有着巨大的应用价值。
但是超级电容器目前受到电极材料的制约，能量密度普遍低于20wh/kg。
石墨烯本身具备超大的比表面积(2600 m2/g)，应用于超级电容器电极能显著提高储能密度，其储能密度与铅酸电池接近，是超级电容器的理想电极材料。
石墨烯超级电容制成的汽车，一次充电时间只需8 分钟，即可供电力新能源汽车行驶1000 千米。
石墨烯超级电容能量密度超过600wh/kg，是目前动力锂电池的5倍，电池重量只是锂离子电池的一半，使用寿命是目前锂电池2倍，是传统氢化电池的4倍，成本将比目前锂电池降低77%。
2.5石墨烯太阳能电池石墨烯透过率高（单层为97.3%），方块电阻低，使用石墨烯能够提高光电转化效率，可以作为太阳能电池中的受体材料。
石墨烯可以和有机聚合物材料复合形成大的给受体界面，有利于电池中激子的扩散速率和载流子迁移率的提高，消除由于电荷传输路径被破坏产生的二次聚集。
另外石墨烯材料也被应用到各类太阳能电池的光阳极上。
将石墨烯薄膜沉积在硅表面，有利于硅电池的表面钝化、掺杂及异质结的形成，且有效提升电池的光电转换效率。
随着国家对新能源开发利用的重视程度，太阳能电池的产销具备持续增长能力，石墨烯的出现正好为光伏产业中一些亟需解决的技术难题提供了解决方案，未来石墨烯在光伏行业大有可为。
2.6 石墨烯储存氢能源众所周知，材料吸附氢气量和其比表面积成正比，石墨烯拥有质量轻、高化学稳定性和高比表面积的优点，使其成为储氢材料的最佳候选者。
希腊大学设计了新型3D 碳材料，孔径尺寸可调，这种新型碳材料掺杂了锂原子时，石墨烯柱的储氢量可达到611%。
2.7石墨烯功能涂料石墨烯自身的高比表面积、高导热导电性、稳定的化学性能以及优异的力学性能，使其成为新一代涂料、橡胶、塑料等产品的重要“调味品”，可以全方位提升传统产品的特性，且对原有的生产工艺和成本影响不大，使石墨烯成为新一代涂料的焦点。
石墨烯用于涂料中可制备纯石墨烯涂料和石墨烯复合涂料，可显著提升聚合物的性能，因此石墨烯复合涂料成为石墨烯的重要应用研究领域。
2.8石墨烯散热涂料当前电子产品的轻薄化已经成为趋势，伴随着产品功能增强、性能提高，高功率的处理芯片带来了更多的热量，更快的处理速度和更低的电量消耗对智能终端提出了更高的散热需求。
以石墨烯散热膜为代表的碳材料凭借超高的导热率、低密度、低热膨胀系数、良好的高温力学性能顺势而起，已经成为最具有发展前景的导热材料。
石墨烯散热涂料具有巨大的应用前景，可以广泛应用在空调、LED灯具、大功率芯片等领域的散热中。
2.9 石墨烯导电涂料导电涂料是伴随着现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料，目前已在静电耗散、电磁屏蔽、电子封装等领域得到广泛应用。
石墨烯由于具有很高的电子迁移率和优异的电学性能，能够更好地实现导电涂料所要达成的目标；而且由于石墨烯具备优异的机械性能及热性能，使得这种新型导电涂料更加耐用，更能适应复杂的应用环境，是极佳的导电涂料添加剂。
2.10石墨烯导电粘胶以天然鳞片石墨为原料，采用水系乳化剂，在机械振动下获得可以石墨烯导电粘胶。
石墨烯在导电胶黏剂方面也有广泛的应用前景。
目前，商业化导电胶黏剂产品的主要填充料为碳黑、银粉、镍粉等，它们各有优缺点。
碳黑虽然便宜，但其导电能力不佳，需要大量填充；银镍粉导电性能好，但价格较高，产品的成本过高。
采用石墨烯作为填充料，不仅可以降低填充量，还可解决导电性能和成本之间的矛盾。
因此，石墨烯导电胶黏剂则可用LED封装、电子器件封装，降低封装成本。
2.11石墨烯抗静电涂料抗静电涂料广泛用于电子、电器、航空及化工等多种领域，随着现代科技的发展，对其抗静电性能的要求越来越高。
石墨烯所具有的高导电性、强力学性能等特点，有利于制备高性能、高强度的抗静电涂料。
将十六胺接枝到石墨烯表面以增加与环氧树脂的相容性，然后以溶液共混的方式将两者均匀混合，改变混合体系中石墨烯的用量，可得到具有不同表面电阻率的抗静电涂料，当改性石墨烯的添加量为0.5%时，抗静电涂膜的表面电阻可降至109Ω/sq，达到抗静电涂料的标准要求2.12石墨烯防腐涂料石墨烯是已知最薄防腐蚀涂层，石墨烯做金属保护膜已经成功应用，并显著延缓了金属的腐蚀速度，未来发展前景广阔。
涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，水性石墨烯涂料的防腐效果明显优于其他碳系材料填充的水性涂料，也比商业化的水性涂料具有更为突出的耐盐雾性。
在传统的磷酸涂料中添加少量石墨烯，可使涂料的耐盐雾时间提升1倍以上，其性价比优于传统涂料。
2.13石墨烯透光涂料石墨烯由于单层透光率97.7%，具有良好的光学性能，可以在实现防腐等目标的基础上，用于汽车船舶玻璃、显示器、电视机等领域。
