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石墨烯的时代还有多远
石墨烯发现十余年来,无论是科技界还是企业界都对其寄予厚望。然而,科学家们也承认,石墨烯时代还需要等待。诺沃肖洛夫本人也认为,作为一种新材料,石墨烯“前途虽光明,但是道路必曲折”。不仅在技术上需要克服重大的关键环节,在商业应用方面也有更新换代所需要的投入产出比问题。
实际上,石墨烯的生产仍是一大难关,海姆与诺沃肖洛夫的手工发现显然无法实现大工业的量产。而目前的各种替代制备方式都有各自的局限,要么损失强度,要么成本太高。迄今,科学家都还没能找到适合工业化大规模生产推广的技术。石墨烯在电学性能方面也不是没有缺陷,它和金属电极的接触点电阻问题也一直是困扰科学家们的难题。更令人担忧的是石墨烯的环境风险,石墨烯被认为对人体可能有毒害风险。当然,很多材料都有毒,本来它们也不是食品原料——但石墨烯有个潜在的风险在于它可能很容易扩散。
面对石墨烯热潮,诺沃肖洛夫认为不能太夸大其作用。他表示,石墨烯的潜能也许只有在全新的应用领域里才能充分体现。要发挥其作用,就要在产品开发设计时就考虑到这种材料的特性。总之,这位发现者认为,石墨烯不是来颠覆旧材料的,而是来寻找真正属于它的新平台的。
多国布局石墨烯研发
石墨烯大规模产业化尚需时日,研究和创新是法宝。特别是自英国曼彻斯特大学两位教授安德烈˙海姆和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫因2004年在石墨烯研究方面的杰出成就而荣获2010年诺贝尔物理学奖后,除英国外,许多国家和地区对石墨烯研发的支持力度进一步加强,仅以美国、韩国、中国为例。
美国通过国家自然科学基金等机构持续支持。2006年至2011年间,美国国家自然科学基金会关于石墨烯的资助项目近200项,重点项目包括石墨烯基超级电容材料、石墨烯材料连续大规模纳米制造等。美国国防部先进研究项目局还于2008年启动了碳原子射频应用项目,总投入2200万美元,开发超高速、超低功耗石墨烯基射频电路,即用石墨烯制造计算机芯片和晶体管。2012年,美国IBM公司成功研制出首款由石墨烯圆片制成的集成电路,使石墨烯特殊的电学性能彰显出应用前景,预示着未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片。
韩国产学研合作促进石墨烯商业化。原韩国知识经济部曾计划在2012年至2018年向石墨烯领域提供2.5亿美元资助,其中1.24亿美元用于石墨烯技术研发,1.26亿美元用于石墨烯商业化应用研究。2013年,韩国产业通商资源部宣布,将整合韩国科研机构与企业力量推进石墨烯商业化发展,41家科研机构与6家企业形成石墨烯联盟,政府将在未来6年投入4230万美元,帮助企业实现石墨烯的应用产品与相关技术商业化,希望以此打造每年约153亿美元的市场,形成25家全球领先企业。
中国政府日益重视石墨烯材料的研发应用。在石墨烯领域,中国与发达国家基本同处起跑阶段。国家科技重大专项、国家973计划围绕“石墨烯宏量可控制备”“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向部署了一批重大项目,取得了一批创新成果,国际影响力逐步提升。国家自然科学基金委也投入不菲,2007年至2012年石墨烯研究累计资助经费达3.3亿元。2012年,工业和信息化部把石墨烯列入《新材料产业“十二五”发展规划》。地方政府对石墨烯产业的兴趣也日益升温,宁波、常州、无锡、青岛、重庆等地纷纷设立石墨烯产业园区。中国石墨烯产业技术创新战略联盟于2013年成立,旨在推动石墨烯产业化。
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根据国际市场研究机构MarketsandMarkets最新发布的报告,到2030年全球石墨烯电池市场规模有望达到6.09亿美元,期间年复合增长率达到23.9%。从短期来看,到2021年锂离子石墨烯电池将占该市场最大的市场份额。由于它们重量轻,经久耐用,适合大容量储能,并且缩短了充电时间,石墨烯锂离子电池被消费电子
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石墨烯自问世以来,其关注度就不断提高,加之其用途广泛,在能源装备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴产业领域均呈现出良好的应用前景,正引领着新材料领域的颠覆性革命。在国家政策的引导下、地方政府及企业的大力推动下,我国石墨烯产业发展迅猛,但整体仍处于概念导入期、产业化发展初期
石墨烯、单晶硅光伏材料、工业蓝宝石、集成电路大尺寸硅片……如此重量级的企业怎么都会集聚在银川这样一个西北小城?“近几年,宁夏银川市在推进产业转型升级中,把新材料作为先导型战略产业,优先培育核心企业,打造行业龙头企业,通过建链、补链、强链,完善产业全链条,促进上下游企业聚集和产业链
行业趋势在过去4年里,欧洲的电动汽车销量大幅增长。2015年,欧洲销售的电动汽车超过15万辆,高于2014年的7万辆。对便携式电子设备的需求不断上升将推动全球石墨烯电池市场份额的增长,在2015年,超过65%的美国成年人拥有便携式电子设备,而2011年这一比例为35%。目前正在进行的提高保质期、效率和质量
锂金属电池比我们目前在手机、笔记本电脑和电力汽车上使用的可充电锂离子电池多出10倍的电量。然而,锂金属电池存在一个致命的缺陷,那就是这些电池的充放电过程会导致锂不均匀地沉积在电极上,因而没有投入商业化使用。这种沉积现象不仅减少了这些电池的使用寿命,更严重还会导致电池短路。目前,芝加
石墨烯导电剂价格有望下降目前,发展和改进锂离子电池的主要方向是提高电池容量与充放电性能,提高电池的安全性并降低电极材料成本。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解质等组成,而决定锂离子电池整体电化学性能的关键是电极材料。石墨烯粉体在锂离子电池中的应用比较多元化,主要应用方向有三种
根据近日中国石墨烯产业技术创新战略联盟专利委员会发布的报告,全球石墨烯受理专利量58%来自中国。从重要专利申请人国别看,申请数量不少于60件的共有76个申请人,其中8个来自美国,3个来自日本,16个来自韩国,而来自中国的达49个,处于绝对领先地位。由该联盟产业研究中心完成的《2017全球石墨烯产
石墨烯产业最大的瓶颈在于还没有形成完整的产业链,目前仍没有一种可以应用石墨烯的产品能够规模化生产。对石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研机构的研究使用。石墨烯在国内市场上从研发到应用的时间需要5-10年,需达到成熟的产业规模时间则会更长。而国内目前并没有上市公司的主营业务生产石墨烯,
石墨烯是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料,在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。石墨烯尚未形成产业化,售价非常的高,目前国内的售价在2000元/克以上,接近于黄金价格的十倍左右。石墨烯凭借其特殊的物理结构
随着石墨烯产业化方向逐渐清晰,石墨烯已成为我国未来重点发展产业之一。世界范围内,欧洲偏理论研究,美韩两国原创应用多,产业基础好;中国产业化规模最大,产业集群效应显著。石墨烯,是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体,厚度仅为0.335nm。在2004年被从石墨中剥离而发现,获诺贝尔
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