三部委聯(lián)合支持石墨烯產(chǎn)業(yè)但技術(shù)仍在實驗室

　　三部委聯(lián)合支持石墨烯產(chǎn)業(yè)但技術(shù)還在實驗室里出不來

　　被譽(yù)為“萬能材料”又飽受爭議的石墨烯，近來在資本市場的熱度持續(xù)高漲，如今又獲得了中國政府支持。

　　11月30日，工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合發(fā)文，對加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提出了若干指導(dǎo)意見。意見指出，當(dāng)前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，要突破石墨烯材料規(guī)模化制備共性關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)體系建設(shè)，搭建產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)平臺，推進(jìn)首批次產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范，推進(jìn)拓展應(yīng)用領(lǐng)域，把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成中國的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

　　石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的六角形蜂巢晶格的平面二維材料，理論厚度僅為0.34納米，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能、較高的電子遷移率、較高的比表面積和量子霍爾效應(yīng)等性質(zhì)，在能源裝備、交通運輸、航空航天、海工裝備、生物醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，被稱為“21世紀(jì)最有前途的新材料”。

　　前景很豐滿，現(xiàn)實卻很骨感。石墨烯材料目前的生產(chǎn)技術(shù)成熟度不高，批量化生產(chǎn)和應(yīng)用并未實現(xiàn)，并存在技術(shù)轉(zhuǎn)化能力弱、工裝控制精度低、質(zhì)量性能波動大、生產(chǎn)成本比較高、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)滯后、商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域窄等多個難題。

　　人們最初獲得石墨烯，是2004年由英國曼徹斯特大學(xué)的兩名教授，用特殊膠帶反復(fù)剝離的“土方法”，從石墨薄片中提取出了石墨烯。而在此前，石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎，人們對石墨烯的追逐也由此開始。

　　迄今為止，學(xué)界雖已摸索出外延生長、氧化還原、化學(xué)氣相沉積CVD、溶劑剝離等多種制備石墨烯的工藝，卻在質(zhì)量、成本、產(chǎn)率等方面各有優(yōu)劣，尚未有一種工藝能夠真正適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

　　業(yè)內(nèi)主流的石墨烯制備方式是氧化還原。這一方式是將天然石墨與強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)生成氧化石墨，經(jīng)過超聲分散制備成氧化石墨烯，然后加入還原劑去除氧化石墨烯表面的含氧基團(tuán)后得到石墨烯。

　　這一方式成本較低，但是所產(chǎn)廢液對環(huán)境污染較大。更重要的是，所制備的石墨烯一般是多層石墨烯或石墨微晶，而非嚴(yán)格意義上的石墨烯，因此在性能上大打折扣。目前市場上的“石墨烯”絕大部分是氧化石墨烯。

　　受制于技術(shù)瓶頸，石墨烯產(chǎn)業(yè)依然處于嬰兒期，卻并不妨礙資本市場發(fā)揮想象。近期，石墨烯概念板塊已經(jīng)迎來多次大漲。三部委聯(lián)合發(fā)文當(dāng)天，該板塊亦大幅上漲6.24%。目前，中國的石墨烯企業(yè)已超過100家。據(jù)界面新聞記者統(tǒng)計，A股至少有25家上市公司涉足石墨烯概念。

　　“目前大家都處于發(fā)展初期，還沒有出現(xiàn)優(yōu)勢特別突出的龍頭企業(yè)”，中國石墨烯聯(lián)盟秘書長李義春稱，華麗家族600503.SH在石墨烯領(lǐng)域是國內(nèi)投資規(guī)模最大的，投資對象包括寧波墨西和重慶墨希，這兩家公司在石墨烯領(lǐng)域有一定技術(shù)實力，“但能否形成產(chǎn)業(yè)龍頭，還需要觀察?！?/br>

　　國內(nèi)已有數(shù)家企業(yè)在市場上推出了“石墨烯產(chǎn)品”。新三板上市公司圣泉集團(tuán)NEEQ:830881生產(chǎn)的石墨烯襪子和內(nèi)衣，售價遠(yuǎn)高于常規(guī)產(chǎn)品，一條內(nèi)褲的價格接近300元，一條石墨烯腰帶的價格需近600元，而發(fā)熱服則賣到1700元左右。

　　該公司稱，他們在產(chǎn)品中添加了生物質(zhì)石墨烯“內(nèi)暖”纖維，這是一種全新的智能多功能復(fù)合纖維，“具有激活免疫細(xì)胞、防護(hù)紫外線、改善微循環(huán)、抗菌抑菌、增溫增陽等特性，還可以除臭”。但依然有網(wǎng)友不買賬，“石墨烯這么有前途的東西用來做襪子，不是炒作就是來搞笑的?！?/br>

　　“石墨烯電池”是另一個被質(zhì)疑為炒作的石墨烯產(chǎn)品。山東玉皇化工集團(tuán)有限公司的全資子公司，山東玉皇新能源科技有限公司下稱玉皇新能源表示已推出了三元和鐵鋰兩類“石墨烯動力電池”。

　　該公司副總經(jīng)理高洪森告訴界面新聞記者，他們在電池中添加了少量石墨烯，在充放電速度方面有提升，能量密度并未增加。這意味著，這類“石墨烯電池”僅能實現(xiàn)快速充電，卻并不能延長續(xù)航里程。

　　國內(nèi)通信設(shè)備制造商華為亦被指炒作“石墨烯電池”概念。11月26日下午兩點，華為在上海世博中心發(fā)布手機(jī)新品Mate8。發(fā)布會前，華為通過微博傳出消息稱，此番華為新品的一大亮點是采用了全新的石墨烯電池。此前華為已在日本展示此項運用石墨烯電池特性的快充技術(shù)，5分鐘即可將3000mAh電池電量充至48%。但事后證明，華為Mate8并未使用石墨烯材料。

　　在動力電池領(lǐng)域已有多年研究的清華大學(xué)博士劉冠偉對界面新聞記者說，“其實并不存在所謂的‘石墨烯電池’?！彼榻B，石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用，可能的方向一是作為導(dǎo)電劑，二是作為電極嵌鋰材料。在這兩點上，石墨烯都是在和傳統(tǒng)的導(dǎo)電炭黑或石墨競爭。

　　“嚴(yán)格意義來說，我們討論的并不是‘石墨烯電池’，而是石墨烯用在鋰離子電池中有沒有前途?！眲⒐趥フf。

　　在成本上，眼下的石墨烯還不具備實力替代炭或石墨。申萬宏源新材料分析師劉平稱，石墨烯粉體的價格在100萬元/噸-300萬元/噸左右，石墨烯薄膜的價格在300元/平米左右，而傳統(tǒng)炭和石墨的每噸價格在幾萬到十幾萬元不等。

　　“當(dāng)前工藝制備出來的石墨烯往往都是多層，需要分散，如果分散不好，一切都是空中樓閣，”劉冠偉說，國內(nèi)的“石墨烯產(chǎn)品”還停留在實驗室階段，而實驗室結(jié)果的可重復(fù)性差，產(chǎn)量低，對應(yīng)成本過高?！昂芏鄬嶒炇页晒谖磥?0-20年都完全沒有實用化的可能。”他說。

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在今年10月發(fā)布的《2015全球石墨烯產(chǎn)業(yè)研究報告》顯示，到2012年底，中國研究石墨烯的論文發(fā)表數(shù)目高居全球之首，近3年專利數(shù)量亦躋身首位。不少人以此認(rèn)定，中國已經(jīng)走在了全球石墨烯產(chǎn)業(yè)的最前沿。

　　2010年諾獎獲得者、石墨烯發(fā)現(xiàn)者之一安德烈·蓋姆AndreGeim則不以為然。他認(rèn)為，這些已發(fā)表的石墨烯論文中，一半以上會被廢棄。而產(chǎn)自大學(xué)的石墨烯專利，九成以上沒有任何價值。

　　清華大學(xué)材料學(xué)院微納力學(xué)中心教授朱宏偉表示，“國內(nèi)的石墨烯應(yīng)用有些就是在炒概念，真正做石墨烯的企業(yè)沒有幾家，很多都是原來做石墨等碳材料的企業(yè)、甚至完全不相關(guān)的企業(yè)打著石墨烯的旗號炒作股票，或者爭取國家基金?！?/br>

　　朱宏偉認(rèn)為，一些石墨烯的應(yīng)用是碳材料就可完成的，并不是“非石墨烯不可”，因此優(yōu)勢并不明顯。

　　青島華高墨烯科技股份有限公司首席執(zhí)行官鐘成稱，國內(nèi)真正做石墨烯的企業(yè)不超過40家，真正賺錢的更屈指可數(shù)，其他都還在燒錢階段。

　　看好石墨烯產(chǎn)業(yè)前景的亦大有人在?！拔液軜酚^，我認(rèn)為石墨烯很快就會普及?！迸_灣志陽科技股份有限公司董事長宮非表示，石墨烯會從復(fù)材、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤滑及涂料等門坎較低的技術(shù)首先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，接下來是納米纖維、濾膜、復(fù)合金屬、能源、感測、吸附及催化材料，最后是碳纖維、生醫(yī)、半導(dǎo)體及光電器件。

　　宮非表示，已經(jīng)有多個項目在一些石墨烯產(chǎn)業(yè)園落地，但尚不足以取代現(xiàn)有產(chǎn)品的高性價比石墨烯產(chǎn)品。

　　隨著國家層面的積極主推，石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加快。石墨烯被寫進(jìn)新材料“十三五規(guī)劃”也已成定局。這一“明星材料”還獲得了中國國家主席習(xí)近平的關(guān)注和重視。工信部原材料司司長周長益日前在2015石墨烯創(chuàng)新大會上透露，到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望突破百億元。

來源：界面

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