應(yīng)用范圍極大,石墨烯產(chǎn)業(yè)有望形成萬億元規(guī)模


時間:2014-01-26





  超輕防彈衣、超薄超輕型飛機(jī)、超薄能折疊的手機(jī)、高強(qiáng)度航空材料、高性能儲能和傳感器、超級電容器,越來越多基于石墨烯材料的未來設(shè)備進(jìn)入科學(xué)家的研究視野。

  石墨烯神秘又神奇的特性令人對其未來前景產(chǎn)生無限聯(lián)想。目前在國內(nèi),有關(guān)石墨烯的應(yīng)用研究開展得如火如荼,眾企業(yè)和園區(qū)皆對石墨烯產(chǎn)業(yè)情有獨(dú)鐘,一些地方政府也拿出資金予以扶持,并試圖搶占石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。專家表示,石墨烯優(yōu)異的性能使其應(yīng)用價值和應(yīng)用范圍極大,有望形成萬億元產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

  應(yīng)用范圍廣

  “從來沒有一種材料能像石墨烯這樣在各個領(lǐng)域都廣受關(guān)注?!睒I(yè)內(nèi)人士感慨,雖然國內(nèi)外目前還沒有實(shí)實(shí)在在的石墨烯產(chǎn)品問世,“但它是眾多‘明星’材料中最接近應(yīng)用的材料?!?/p>

  超輕防彈衣、超薄超輕型飛機(jī)、超薄能折疊的手機(jī)、高強(qiáng)度航空材料、高性能儲能和傳感器、超級電容器,甚至更富想象力的太空電梯,越來越多基于石墨烯材料的未來設(shè)備進(jìn)入科學(xué)家的研究視野。

  其中,透明電極的應(yīng)用最引人注目?!笆┝己玫碾妼?dǎo)性能和透光性能,使它在透明電導(dǎo)電極方面有非常好的應(yīng)用前景?!睒I(yè)內(nèi)人士表示,如今電子產(chǎn)品中的觸摸屏、液晶顯示、有機(jī)光伏電池、有機(jī)發(fā)光二極管等都需要良好的透明電導(dǎo)電極材料。

  傳統(tǒng)的電導(dǎo)電極應(yīng)用的是氧化銦錫,而這種材料脆度較高,比較容易損毀。與之相比,石墨烯不僅更加堅(jiān)硬,性能也更好。

  “氧化銦錫光通過率比較低,用石墨烯的話,顯示器的屏幕會更亮?!敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)物理系教授曾長淦告訴記者,石墨烯在透明電極方面的應(yīng)用會大幅降低電子設(shè)備的成本,并使其更省電、更清晰,“十年內(nèi),石墨烯在透明電極方面肯定能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化”。

  97%以上的光通過率在為透明電極的應(yīng)用帶來變革的同時,也使太陽能產(chǎn)業(yè)的升級成為可能。據(jù)專家介紹,當(dāng)前市面上的太陽能電池板基本為多晶硅,其光電轉(zhuǎn)換率為30%左右,而石墨烯太陽能技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60%,是現(xiàn)有多晶硅太陽能技術(shù)的2倍。盡管國內(nèi)外科學(xué)家對石墨烯的研究越來越透徹,對其應(yīng)用的探索成果也不斷涌現(xiàn),然而市面上卻鮮有真正的石墨烯材料產(chǎn)品問世。

  制備技術(shù)是石墨烯進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的攔路虎之一。高成本的制備技術(shù)推升了石墨烯的市場價格,其價格一度達(dá)到每克5000元,是黃金的十幾倍。業(yè)內(nèi)人士分析,我國在石墨烯制備方法研究領(lǐng)域還面臨較大挑戰(zhàn)?!疤魬?zhàn)主要在于如何制備大面積、雜質(zhì)缺陷可控的高質(zhì)量單晶材料以及如何改進(jìn)現(xiàn)有硅基工藝融合的石墨烯加工技術(shù)?!?/p>

  “隨著石墨烯制備技術(shù)的升級,產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的條件也不斷成熟,相信在未來幾年,石墨烯制成的新產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)?!睒I(yè)內(nèi)人士表示。

  產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程或加快

  “國內(nèi)石墨烯實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化2-3年內(nèi)將初見成效?!鼻迦A大學(xué)深圳研究院創(chuàng)始院長、清華大學(xué)教授馮冠平預(yù)計(jì)。

  “我們要做的就是努力使石墨烯從黃金價降到白菜價,但依然保有黃金的品質(zhì)?!瘪T冠平表示,只有將原材料成本降低,才能使石墨烯更廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域中,否則石墨烯將無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

  中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春講到,原先業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為石墨烯實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化至少需要5年的時間,但是目前,我國在石墨烯應(yīng)用方面的研究成果層出不窮,在某些領(lǐng)域,石墨烯可能只需要2-3年的時間就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?!澳壳笆┘捌湎嚓P(guān)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展非常快,產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用大大超出預(yù)期。有些預(yù)計(jì)2020年才能完成的應(yīng)用,極有可能在2015年就能實(shí)現(xiàn)?!崩盍x春表示,“雖然石墨烯產(chǎn)業(yè)的走向是樂觀的,但的確還需要時間。”

  李義春認(rèn)為,我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與此前光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大不相同。光伏產(chǎn)業(yè)走的是“進(jìn)口設(shè)備-組建生產(chǎn)線-大規(guī)模生產(chǎn)-產(chǎn)能過?!钡穆窂剑退街貜?fù)建設(shè)問題嚴(yán)重;而石墨烯產(chǎn)業(yè)由于全球都沒有現(xiàn)成的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),各國均從研發(fā)做起,通過研發(fā)突破形成核心競爭能力,而后根據(jù)企業(yè)自身的特色實(shí)現(xiàn)與本地的產(chǎn)業(yè)銜接與落地。

  現(xiàn)階段已經(jīng)有不少企業(yè)根據(jù)自身特色研究如何提升產(chǎn)品性能、降低生產(chǎn)成本,在自身所從事領(lǐng)域?qū)で笸黄?。一些地方政府在石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面做了一些戰(zhàn)略布局,已經(jīng)形成自己的產(chǎn)業(yè)特色。比如青島,由于當(dāng)?shù)睾Q蠼?jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),石墨烯在當(dāng)?shù)爻薪拥亩际桥c海洋相關(guān)的產(chǎn)業(yè),如海水淡化、防腐涂料等?!笆┡c當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的承接,可以快速開拓下游應(yīng)用?!崩盍x春表示。

  雖然石墨烯產(chǎn)業(yè)化到來的時間可能會比原先預(yù)計(jì)的快很多,但李義春表示,目前大部分石墨烯研究成果還停留在實(shí)驗(yàn)室階段,批量化生產(chǎn)仍存在一定困難。目前,中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟正在引導(dǎo)各地方政府加強(qiáng)對石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究的支持。

  加大政策扶持

  “未來,在石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面,我國將有可能引領(lǐng)世界?!崩盍x春表示,雖然國外很多地方都發(fā)布或資助了一系列石墨烯相關(guān)研究計(jì)劃和項(xiàng)目,但我國擁有龐大的石墨烯應(yīng)用市場,而且研發(fā)進(jìn)度并不落后,未來,我國在石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面大有前途。

  目前,各地發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的積極性很高,中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟正在引導(dǎo)各地方政府加強(qiáng)對石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究的支持,加強(qiáng)公共平臺的建設(shè)。李義春說:“只有加大扶持,才能將創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)引進(jìn)來,通過創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與企業(yè)的合作將研發(fā)成果推向應(yīng)用,進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)化?!?/p>

  工業(yè)信息化部原材料司副司長高云虎曾表示,石墨烯屬于納米材料范疇,在編制新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的時候,石墨烯還沒有目前這樣熱門,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景也并不明朗,因此規(guī)劃沒有把石墨烯作為主要重點(diǎn),但隨著技術(shù)和應(yīng)用的突破,下一步將會統(tǒng)籌研究并予以考慮。

  李義春透露,國家有關(guān)部門極有可能在2014年出臺支持石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策,包括專項(xiàng)資金的支持,重點(diǎn)推動石墨烯的應(yīng)用,與地方政府形成互動,共同推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化。

  “值得高興的是,以前我國大部分的企業(yè)在投入一個項(xiàng)目時往往選擇今年投入明年就能見效的項(xiàng)目,而如今很多企業(yè)率先投入石墨烯這樣一個全新的項(xiàng)目,說明企業(yè)的創(chuàng)新認(rèn)識提高了。目前石墨烯并沒有形成產(chǎn)業(yè),必須從研發(fā)做起,只有率先投入,掌握核心技術(shù),才能在競爭中處于優(yōu)勢地位?!崩盍x春表示。

  為規(guī)范石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,中國石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化委員會正式成立,中國石墨烯研究及檢測公共服務(wù)平臺同時啟動,石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也正在推進(jìn)當(dāng)中。李義春表示,當(dāng)前,石墨烯產(chǎn)業(yè)正處于起步發(fā)展期,尚未形成由少數(shù)跨國公司控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的壟斷格局。因此,率先建立石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對我國在新一輪高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)國際競爭中搶占先機(jī)具有重要意義。

  據(jù)悉,2014年我國將組織召開首屆國際石墨烯研發(fā)、創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化論壇,同時成立國際石墨烯技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,為中國引領(lǐng)國際石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

來源:中華工商時報


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