美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为,未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,从而也促使新能源汽车产业的革新。
作为导电性、机械性能都很优异的材料,素来有“黑金子”之称的石墨烯目前在中国市场上的价格近十倍于黄金,超过2000元/克。新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。
[1]由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长ColinBailey教授称:“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”最近美国加州大学洛杉矶分校的研究人员就开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器,该电容器不仅外形小巧,而且充电速度为普通电池的1000倍,可以在数秒内为手机甚至汽车充电,同时可用于制造体积较小的器件。
微型石墨烯超级电容技术突破可以说是给电池带来了革命性发展。目前主要制造微型电容器的方法是平板印刷技术,需要投入大量的人力和成本,阻碍了产品的商业应用。而现在只需要常见的DVD刻录机,甚至是在家里,利用廉价材料30分钟就可以在一个光盘上制造100多个微型石墨烯超级电容。
正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所(NGI),力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。
中国在石墨烯研究上也具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。另外,批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题,制造成本已从5000元/克降至3元/克,解决了这种材料的量产难题。
利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯,并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上,制备出了7英寸石墨烯触摸屏。中科院重庆绿色智能技术研究院的研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性和柔性。随着研究的不断深入,技术难题的接连攻克,应用范围也在不断拓宽,相信石墨烯器件时代已为期不远,现在也可以期待一下这一“21世纪的神奇材料”会带来怎样的惊喜。
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国物理学家成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在。2010年,英国物理学家因在石墨烯方面的开创性实验获得了诺贝尔物理学奖。
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。其潜在应用领域包括高速晶体管、透明电极、印刷电子、新型复合材料、超灵敏传感器、新型催化剂、基因测序、储能装置等。
自石墨烯被发现以来,研究人士一致努力开发这种材料的商业用途,如替代晶硅应用在芯片领域,制造锂离子电池负极材料以及超级电容器,制造可弯曲触摸屏等。随着批量化生产和大尺寸难题逐步突破,石墨烯的产业化步伐正在加快,国内外相关机构的科研投入力度也在上升,市场关注度随之升温。
石墨烯受到国内外的高度重视。2013年1月28日,欧盟委员会宣布将石墨烯和人脑工程两大科技入选“未来新兴旗舰技术项目”,并分别设立专项研发计划,每项计划将在未来10年内分别获得10亿欧元的经费。与此同时,石墨烯材料逐渐引起了我国政府、学术界和企业界的高度重视。
2012年,工业和信息化部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,规划中的前沿新材料就包含石墨烯;科技部也明确表态将支持石墨烯的研究。当前,我国在石墨烯基础研究方面已经十分突出。我国发表的石墨烯论文数量仅次于美国,名列世界第二位,部分学者的研究成果受到了世界各国的高度重视。
在石墨烯的市场化方面,我国也有相当喜人的成果,2012年常州二维碳素科技有限公司成功研制全球首款手机用石墨烯电容触摸屏。从制备能力来看,我国石墨烯行业量产仍在摸索阶段,国内的大多数企业及研究机构基本在科研及中试阶段,尚未具备规模化生产能力。作为新兴产业,石墨烯未来发展前景一片光明。
石墨烯特殊的结构形态,使其具备目前世界上最硬、最薄的特征,同时也具有很强的韧性、导电性和导热性,这些特性使其拥有无比巨大的发展空间,未来可以应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等广大领域。中国产业研究报告网发布的《2014-2018年中国石墨烯市场运营态势及发展前景预测报告》共十四章。
首先介绍了石墨烯相关概述、中国石墨烯市场运行环境等,接着分析了中国石墨烯市场发展的现状,然后介绍了中国石墨烯重点区域市场运行形势。随后,报告对中国石墨烯重点企业经营状况分析,最后分析了中国石墨烯行业发展趋势与投资预测。您若想对石墨烯产业有个系统的了解或者想投资石墨烯行业,本报告是您不可或缺的重要工具。