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石墨烯由“碳”变成“黑金”还需时日
http://www.cubn.com.cn/ 能源  2017年12月25日

■中国联合商报 记者 温艺晗 北京报道
  石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”,甚至被誉为“彻底改变21世纪的黑科技”,围绕着石墨烯的研究一直在进行着,尤其是在能源电池方面的研究。尤其是对智能手机续航以及新能源电动汽车的兴起,更是加快了石墨烯在该方面的应用。
  近期有“充电10分钟,续航1000里的石墨烯电池来袭”等等消息出现,又燃起了人们的希望。但在第二届国际碳材料大会上,石墨烯的专家们却道出了实情:片面的强调快充快放只是个学术说法而已,离真正应用还遥远的很。石墨烯在电池上会有所贡献,但所谓的可以产生颠覆性改变还未看出来。
  
  电池中有石墨烯
  并不意味这是石墨烯电池
  
  全国纳标委纳米材料分技术委员会、中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准委员会戴石峰表示:“制作国家标准不是为了衡量某个事物是什么,而是为了规范行业的秩序。”此外,戴石峰还对目前中国石墨烯产业的现状和存在的问题,表达了自己的看法。
  目前,中国石墨烯产业确实存在一些问题,对此,戴石峰认为:“部分机构和公司利用石墨烯概念不明,信息不对称、炒作概念;石墨烯概念不统一,学术界争论、产业相互诋毁时有发生;石墨烯产业绿色、健康、安全、循环发展,及产业集中度等问题。具体来讲,例如电池中含有石墨烯,并不意味着这是石墨烯电池,纺织材料里包含石墨烯可能会对一些疾病有效果,但是宣称美容养颜,就夸大其词了,而关于石墨烯的绿色问题,石墨烯本身是绿色,并不意味着生产石墨烯的过程是绿色的。这些都是我们要注意的问题。”
  因此,石墨烯的标准化显得尤为重要,而如何将石墨烯标准化,戴石峰认为:“标准化需要做到:营造良好的环境、促进典型示范应用、保障产业可持续发展、促进产业深度应用。标准的制定不能有歧义,还需要兼顾多方面人士的认可,为此,我们还将不断探索石墨烯的标准。”
  
  石墨烯产业化宜
  走“杀手锏”路径
  
  针对石墨烯产业的发展路径,中国科学院院士、北京大学教授、北京石墨烯研究院院长刘忠范院士表示,石墨烯一定要有杀手锏的应用,而不能撒胡椒面,万金油似的添加剂这个局面,需要打破。
  石墨烯是中国为数不多的位居世界发展前列的产业之一。经历长期滞缓阶段之后,石墨烯产业化已经走过从概念到产品的初级阶段,今年开始出现从产品到量产的新趋势。在此过程中,上游的石墨烯制备工艺趋于完备,中游的石墨烯粉体与薄膜产品越来越遭遇类似“过剩”的状态,而下游的石墨烯终端应用则“多点开花”与高低端应用的“金字塔”结构并存,同时部分成功契合市场需求点的企业终于实现或开始趋向盈利。
  随着石墨烯应用的不断拓展,下游产业化正在迅速展开,但仍然有赖于制备技术的突破。以石墨烯半导体器件应用为例,中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员刘云圻对记者分析指出,如果解决了单晶晶畴石墨烯规模化制备,则石墨烯半导体电子器件指日可待。
  
  石墨烯产业出现
  “一拥而上”的群众运动
  
  石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”,甚至被誉为“彻底改变21世纪的黑科技”。之所以有这样的美誉,是因为石墨烯是人们发现的第一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。由于碳原子特殊结构的排列导致了石墨烯拥有一些非常神奇的特性:石墨烯不仅是世界上最硬的材料,而且有很强的柔韧性;而且拥有高导热性和超快的载流子迁移率。
  这些特性随便哪一个被应用都将是颠覆当前产业的技术:比如石墨烯的透明性、导电性和柔性应用在电子器件领域,就可以实现柔性触控屏,手机可以像腕表一样折叠起来;石墨烯的抗渗性和导电性可应用于防护涂层和阻隔膜;石墨烯的柔性、透明性及对多种物理信号的高灵敏度响应可以制成传感器,应用在多功能电子皮肤;也可以用石墨烯做电极材料,提升储能器件的性能。
  随便哪一种应用都可以说是颠覆性的革命。华为创始人任正非在接受媒体采访时曾表示未来十年到二十年内会爆发一场技术革命,石墨烯时代将会颠覆硅时代,石墨烯是技术革命前沿。
  因此,石墨烯发展这十几年我国研究“石墨烯”的企业也层出不穷,甚至推动了石墨烯概念股的成长。清华大学教授沈万慈表示:“我国具有世界最大的天然石墨产业,在石墨矿采选技术设备上也处于世界先进水平,坦桑尼亚、俄罗斯、越南等国石墨产业寻求从我国引进采选技术和设备,我国正在由石墨大国走向石墨强国。
  而从数量上来看,我国石墨烯企业也是出现了爆发式增长:来自中国经济信息社发布的《2016-2017中国石墨烯发展年度报告》显示2016年以来我国石墨烯企业年新增企业超过700家,其中研发类企业占比约43%。
  但对于这一现象,中国科学院院士、北京大学化学学院教授刘忠范认为,中国石墨烯产业发展出现了“一拥而上”的群众运动,类似当年“大跃进”时期的大炼钢铁行动。他在接受澎湃新闻时曾总结道:中国的石墨烯行业存在很多不正常现象。股票市场盲目炒作,利用石墨烯名目圈钱;地方政府盲目上马,圈地建产业园;还有一批不负责任的石墨烯玩家炒概念。
  清华大学教授朱宏伟也表示,中国石墨烯产业发展有点“操之过急”,有泡沫,鱼龙混杂,但是这个现象是一个东西能走向成熟,最后能应用起来的一个必然存在的现象。
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