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石墨烯研发之争 中韩日美谁能突围?

发布时间: 2015-01-27 09:23:38    来源: 电子工程网
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[摘要]石墨烯热度飙升,成为世界各国研究开发的对象。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。

  据不完全统计,2011年,我国首家石墨烯企业成立,目前企业数量已达到40余家。无锡市此前宣布,2015年石墨烯及相关产业规模将突破50亿元,2020年达到300亿元;宁波市计划3年内设立9000万元的财政资金项目,并在10年内打造千亿规模的产业特色群。2013年,中科院重庆研究院成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯,并以知识产权和技术出资的形式,与上海南江集团共同组建了重庆墨希科技有限公司,开发以石墨烯触摸屏、显示屏为代表的石墨烯薄膜原材料,推动石墨烯实现产业化。

  日前,重庆市研发的石墨烯手机预计今年将投放市场的新闻在国内引起广泛关注。石墨烯触摸屏与现有手机触摸屏材料相比,具备更好的透光度和柔性。据介绍,如果其他部件和材料也得到相应改进,手机、平板电脑上的显示屏未来就能实现可折叠弯曲,而不会对屏幕造成损害。此外,重庆市有关单位正在推动成立重庆石墨烯研究院,为产业链下游开发石墨烯应用产品提供支持,加快推进石墨烯产业发展。

  专利世界第一 我国成立企业40余家

  近年来,我国在石墨烯领域增长迅速,专利拥有量世界第一,在石墨烯商业化应用上全球还是处于领先地位。2011年我国首家石墨烯企业成立至今,目前企业数量已达到40余家,不少国内企业宣称掌握了石墨烯制备方法,已经开始规模化生产。作为世界上石墨资源储备量最大的国家,我国正努力在石墨烯生产和应用上寻求长远发展策略,随着石墨烯产业化的不断推进,国家针对该产业的政策有望再度加码。我国石墨烯领域研发起步较晚,但发展较快,有潜在优势和后发优势。

  2013年7月13日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟成立。同时,江苏、浙江、深圳、上海、山东、福建、辽宁、重庆、黑龙江与中科院等机构以多种形式协同创新,纷纷建立了产业技术联盟,促进了创新资源优化组合和创新产业化进程。另一方面,我国的石墨烯行业仍在量产摸索阶段,目前主要的制备方法有微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法;其中氧化石墨还原法由于制备成本相对较低,是目前主要制备方法。

  据中国石墨烯产业技术战略联盟秘书长李义春介绍,目前石墨烯的研究总体上分两块:一是在传统锂电池上进行应用,目的是改进、提升锂电池的性能,这类电池不会产生颠覆性的影响;二是依据石墨烯制造一个新体系的电池,它是一个崭新系列的,在性能上是颠覆性的,称作“超级电池”。石墨烯超级电池的出现,可能彻底改变现有的充电问题。续航里程成倍增长,长途出行的里程焦虑可能彻底打破。

  以西班牙的超级电池为例,1000公里的续航里程几乎接近北京到上海的直线距离,远超出传统汽车一箱油的行驶距离。石墨烯充电速度提升,可以减少充电时间,宏观上可以大范围减少充电站和充电桩的需求。以目前全球领先地位的特斯拉Model S 85为例,其通过大功率的超级充电站充电,也要80分钟才能充满,车主等充电的时间仍然是一次煎熬。“超级电池10分钟的充电时间,比加一次油时间长一点点,但续航里程比一箱油要长很多,消费者再也不会抱怨。”一位汽车业内人士分析称。

  不过,据石墨烯电池研究人士透露,目前国内主要研究的是石墨烯运用到锂电池上,而非全新体系的“超级电池”,所以国内技术和超级电池有一定差距。国家相关部门对此很重视,2015年出台的“十三五”新材料规划可能将石墨烯纳入其中。

  石墨烯电池研发 日韩英德谁与争锋?

  随着时间的推移,石墨烯越来越多的优良性能被开发出来,据称在众多领域都有着极为广泛的应用,也因此被称为具有革命性意义的新材料,世界上多个国家也在加快石墨烯材料方面的运用。据了解,全球有200多家公司涉及石墨烯的相关研究和开发,其中不乏IBM、英特尔、美国晟碟以及三星等科技巨头。而在产品专利数量上,中国和美国遥遥领先。

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