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石墨烯:或将掀起一场新能源革命

     能源问题是21世纪人类面临的最严峻的问题之一,开发传统化石能源以外的新能源已成为全球的共识。石墨烯是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料,被誉为“新材料之王”。当石墨烯遇到新能源时,将碰撞出什么样的绚烂火花呢?

  “作为新材料的重中之重,石墨烯面临着难得的发展机遇,现在正处于产业化应用的前夜,与新能源结合一定有光明的未来。”3月29日,在由中关村石墨烯产业联盟主办、宝泰隆新材料股份有限公司冠名支持的“石墨烯+新能源”专题研讨会上,中科院院士、北京大学教授刘忠范表示。 

  行业大咖云集 聚焦典型应用 

  近年来,石墨烯一直热度不减。2017年伊始,石墨烯发热服装登录央视春晚。特别是工信部等四部委发布的《新材料产业发展指南》明确指出,要突破石墨烯材料规模化制备和微纳结构测量表征等共性关键技术,重点发展利用石墨烯改性的储能器件、功能涂料、改性橡胶、热工产品以及特种功能产品,让石墨烯更是“火力十足”。所以,这次“石墨烯+新能源”专题研讨会,更是吸引业内诸多人士的眼球,近300名来自全国各地的石墨烯原材料企业、储能电池企业以及高校和研究院所的代表参加。 

  在此次研讨会上,北京石墨烯研究院执行院长魏迪作了题为《石墨烯在智能可穿戴能源器件中的应用》的报告,详细介绍了用于可穿戴技术的单分子石墨烯电池、基于氧化石墨烯的打印电池、基于石墨烯墨水的电池等最新研究成果。魏迪说,可穿戴能源器件的首要要求是安全性和能量密度,石墨烯优异的物理机械性能、高导热性、高散热性是可穿戴能源器件的良好载体。 

  清华大学教授朱宏伟针对目前石墨烯在太阳能电池、光电等领域的应用研究作了详细报告,还介绍了石墨烯在太赫兹领域的应用前景。朱宏伟表示,通过类比硅材料的发展史,石墨烯的发展可以从中借鉴很多经验。目前石墨烯在光伏、光电领域的应用与在锂电池等领域相比还很不成熟,主要原因是由于高质量、大面积的单层石墨烯薄膜规模化制备技术还不成熟。业界还需要继续努力。 

  中科院国家纳米中心研究员智林杰作了题为《石墨烯在能源储存材料中的应用》的专题报告,介绍了石墨烯基杂化材料用于锂离子电池的研究现状。智林杰表示,石墨烯在新能源领域有很大的机遇,但是也同样面临很大的挑战。石墨烯行业目前最重要的是要避免跟风炒作,踏实埋头苦干。 

  济宁利特纳米技术有限责任公司董事长候士峰作了题为《石墨烯在超级电容器领域的应用》的报告,从产业的角度介绍了石墨烯在超级电容器领域的研究进展。 

  作为石墨烯应用领域的优秀企业,宝泰隆石墨烯的技术总监古月文志作了题为《石墨烯在电加热及相关领域的报告》,介绍了碳材料分散技术、石墨烯电加热膜的研发历程及其在“煤改电”领域应用的重要意义。中航发北京航空材料研究院高级工程师燕绍九作了题为《石墨烯在锂硫电池中的应用的报告》,介绍了航材院在石墨烯锂离子电池和锂硫电池的研究成果。宁波中车新能源超级电容研究所副所长郑超作了题为《石墨烯基超级电容器的研制及其在轨道交通领域的应用》的报告,介绍了中车集团石墨烯基超级电容器产品的研发及应用情况。银基烯碳集团高级研究员于灏作了题为《石墨烯+锂电池,银基烯碳发展之路》的报告,介绍了烯碳新材在石墨烯和锂离子动力电池领域的发展情况,以及集团公司在新能源汽车领域的战略布局。精彩的报告在参会嘉宾中引起了热烈反响,每个报告结束后都有参会者提问,场面非常热烈。 

精彩观点碰撞 畅想美好未来 

随着新能源汽车行业的蓬勃发展,锂离子电池的里程焦虑问题已经成为难以言说的痛。石墨烯的出现给动力电池性能提升带来了希望,去年至今,东旭光电、华为、航材院和碳世纪等公司相继发布石墨烯电池产品,在行业内引起了很大关注和争议。关于石墨烯在新能源领域的前景,虽然存在着很多问题,但前景可期。 

在“畅想石墨烯在新能源领域的美好前景”主题论坛上,东旭光电科技股份有限公司副总经理王忠辉、中航发北京航材院高级工程师燕绍九、北京碳世纪科技有限公司CTO徐亭、山东欧铂新材料有限公司研发总监赵永彬、宁波中车新能源超级电容研究所副所长郑超等5位嘉宾就石墨烯概念和定义、石墨烯在新能源领域应用的挑战和前景等热点问题各抒己见,畅所欲言,发表了各自的看法。 

参与论坛的多位嘉宾表示,虽然石墨烯在新型储能材料上具有独特的优势和巨大的潜力,在新能源领域应用前景非常广阔,但目前仍处于初级阶段,应循序渐进、脚踏实地地予以推进,不应急于求成。 

刘忠范院士表示,未来石墨烯产业一定是个大蛋糕,但发展需要工匠精神。目前,石墨烯产业基础研究处于热潮,大规模应用研究还刚刚走出实验室,只有坚定信心,持续推进,一定有美好的未来。 

推动跨界协同 促进产业发展 

随着我国石墨烯产业的蓬勃发展,产业链尚未打通、应用端迟迟不能突破成为限制行业发展的瓶颈。 

目前,我国石墨烯产业还存在产学研分离、科研与产业未能对接等突出问题。据了解,我国已是世界前列的石墨烯研究大国,专利申请数量位居全球第一,但科研成果转化率低,产业化进程提速有限。现阶段,我国石墨烯的研发主体为高校和科研机构,而非产业化主体企业,二者缺乏有效的互动,致使大量科研成果无法转化为实际产品,无法推动石墨烯产业化进程。 

“未来石墨烯行业的发展取决于下游应用的兴起,而非石墨烯量产的问题。目前,我国在石墨烯方面做基础研究的较多,但在石墨烯应用开发利用方面与国外发达国家相比差距较大。”一位业内人士分析说:“一些潜在的下游应用企业并不知道石墨材料的运用可以极大改善产品性能,因此引导市场需求,推动下游应用将成为石墨烯产业可持续发展的重要任务。” 

而在许多业内人士看来,石墨烯与新能源的有机融合,对我国能源领域将是一场颠覆性的改革,有利于国家的能源安全和生态文明建设。 

据了解,为积极推动石墨烯与下游应用结合,加速已接近成熟的石墨烯技术实现产业化,从更高层面布局石墨烯产业发展,中关村石墨烯产业联盟2017年将推出“烯望跨界系列”专题研讨会,重点探讨石墨烯在关键应用领域中存在的问题、瓶颈及解决途径。本次“石墨烯+新能源”研讨会是“烯望跨界系列”的首场活动,接下来还将举办石墨烯+交通、石墨烯+健康、石墨烯+智能、石墨烯+环境等专题研讨会。 

“未来联盟将充分发挥纽带作用,将政府、资本、企业、科研院所有机的联系在一起,应用激活产业链,通过形式多样的活动,推动跨界合作交流、技术协同创新,破解石墨烯上下游应用脱节的难题,推动产业发展进步。”中关村石墨烯产业联盟秘书长周静表示。 

资讯来源:中国国土资源报 日期:2017.04.05

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