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石墨烯:或將掀起一場新能源革命

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年03月01日  

能源問題是21世紀人類面臨的最嚴峻的問題之一,開發傳統化石能源以外的新能源已成為全球的共識。石墨烯是人類已知強度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導電性最佳的材料,被譽為“新材料之王”。當石墨烯遇到新能源時,將碰撞出什么樣的絢爛火花呢?

“作為新材料的重中之重,石墨烯面臨著難得的發展機遇,現在正處于產業化應用的前夜,與新能源結合一定有光明的未來。”3月29日,在由中關村石墨烯產業聯盟主辦、寶泰隆新材料股份有限公司冠名支持的“石墨烯+新能源”專題研討會上,中科院院士、北京大學教授劉忠范表示。

行業大咖云集聚焦典型應用

近年來,石墨烯一直熱度不減。2017年伊始,石墨烯發熱服裝登錄央視春晚。特別是工信部等四部委發布的《新材料產業發展指南》明確指出,要突破石墨烯材料規模化制備和微納結構測量表征等共性關鍵技術,重點發展利用石墨烯改性的儲能器件、功能涂料、改性橡膠、熱工產品以及特種功能產品,讓石墨烯更是“火力十足”。所以,這次“石墨烯+新能源”專題研討會,更是吸引業內諸多人士的眼球,近300名來自全國各地的石墨烯原材料企業、儲能電池企業以及高校和研究院所的代表參加。

在此次研討會上,北京石墨烯研究院執行院長魏迪作了題為《石墨烯在智能可穿戴能源器件中的應用》的報告,詳細介紹了用于可穿戴技術的單分子石墨烯電池、基于氧化石墨烯的打印電池、基于石墨烯墨水的電池等最新研究成果。魏迪說,可穿戴能源器件的首要要求是安全性和能量密度,石墨烯優異的物理機械性能、高導熱性、高散熱性是可穿戴能源器件的良好載體。

清華大學教授朱宏偉針對目前石墨烯在太陽能電池、光電等領域的應用研究作了詳細報告,還介紹了石墨烯在太赫茲領域的應用前景。朱宏偉表示,通過類比硅材料的發展史,石墨烯的發展可以從中借鑒很多經驗。目前石墨烯在光伏、光電領域的應用與在鋰電池等領域相比還很不成熟,主要原因是由于高質量、大面積的單層石墨烯薄膜規模化制備技術還不成熟。業界還需要繼續努力。

中科院國家納米中心研究員智林杰作了題為《石墨烯在能源儲存材料中的應用》的專題報告,介紹了石墨烯基雜化材料用于鋰離子電池的研究現狀。智林杰表示,石墨烯在新能源領域有很大的機遇,但是也同樣面臨很大的挑戰。石墨烯行業目前最重要的是要避免跟風炒作,踏實埋頭苦干。

濟寧利特納米技術有限責任公司董事長候士峰作了題為《石墨烯在超級電容器領域的應用》的報告,從產業的角度介紹了石墨烯在超級電容器領域的研究進展。

作為石墨烯應用領域的優秀企業,寶泰隆石墨烯的技術總監古月文志作了題為《石墨烯在電加熱及相關領域的報告》,介紹了碳材料分散技術、石墨烯電加熱膜的研發歷程及其在“煤改電”領域應用的重要意義。中航發北京特種材料研究院高級工程師燕紹九作了題為《石墨烯在鋰硫電池中的應用的報告》,介紹了航材院在石墨烯鋰離子電池和鋰硫電池的研究成果。寧波中車新能源超級電容研究所副所長鄭超作了題為《石墨烯基超級電容器的研制及其在軌道交通領域的應用》的報告,介紹了中車集團石墨烯基超級電容器產品的研發及應用情況。銀基烯碳集團高級研究員于灝作了題為《石墨烯+鋰電池,銀基烯碳發展之路》的報告,介紹了烯碳新材在石墨烯和鋰離子動力電池領域的發展情況,以及集團公司在新能源汽車領域的戰略布局。精彩的報告在參會嘉賓中引起了熱烈反響,每個報告結束后都有參會者提問,場面非常熱烈。

精彩觀點碰撞暢想美好未來

隨著新能源汽車行業的蓬勃發展,鋰離子電池的里程焦慮問題已經成為難以言說的痛。石墨烯的出現給動力電池性能提升帶來了希望,去年至今,東旭光電、華為、航材院和碳世紀等公司相繼發布石墨烯電池產品,在行業內引起了很大關注和爭議。關于石墨烯在新能源領域的前景,雖然存在著很多問題,但前景可期。

在“暢想石墨烯在新能源領域的美好前景”主題論壇上,東旭光電科技股份有限公司副總經理王忠輝、中航發北京航材院高級工程師燕紹九、北京碳世紀科技有限公司CTO徐亭、山東歐鉑新材料有限公司研發總監趙永彬、寧波中車新能源超級電容研究所副所長鄭超等5位嘉賓就石墨烯概念和定義、石墨烯在新能源領域應用的挑戰和前景等熱點問題各抒己見,暢所欲言,發表了各自的看法。

參與論壇的多位嘉賓表示,雖然石墨烯在新型儲能材料上具有獨特的優勢和巨大的潛力,在新能源領域應用前景非常廣闊,但目前仍處于初級階段,應循序漸進、腳踏實地地予以推進,不應急于求成。

劉忠范院士表示,未來石墨烯產業一定是個大蛋糕,但發展需要工匠精神。目前,石墨烯產業基礎研究處于熱潮,大規模應用研究還剛剛走出實驗室,只有堅定信心,持續推進,一定有美好的未來。

推動跨界協同促進產業發展

隨著我國石墨烯產業的蓬勃發展,產業鏈尚未打通、應用端遲遲不能突破成為限制行業發展的瓶頸。

目前,我國石墨烯產業還存在產學研分離、科研與產業未能對接等突出問題。據了解,我國已是世界前列的石墨烯研究大國,專利申請數量位居全球第一,但科研成果轉化率低,產業化進程提速有限。現階段,我國石墨烯的研發主體為高校和科研機構,而非產業化主體企業,二者缺乏有效的互動,致使大量科研成果無法轉化為實際產品,無法推動石墨烯產業化進程。

“未來石墨烯行業的發展取決于下游應用的興起,而非石墨烯量產的問題。目前,我國在石墨烯方面做基礎研究的較多,但在石墨烯應用開發利用方面與國外發達國家相比差距較大。”一位業內人士分析說:“一些潛在的下游應用企業并不知道石墨材料的運用可以極大改善產品性能,因此引導市場需求,推動下游應用將成為石墨烯產業可持續發展的重要任務。”

而在許多業內人士看來,石墨烯與新能源的有機融合,對我國能源領域將是一場顛覆性的改革,有利于國家的能源安全和生態文明建設。

據了解,為積極推動石墨烯與下游應用結合,加速已接近成熟的石墨烯技術實現產業化,從更高層面布局石墨烯產業發展,中關村石墨烯產業聯盟2017年將推出“烯望跨界系列”專題研討會,重點探討石墨烯在關鍵應用領域中存在的問題、瓶頸及解決途徑。本次“石墨烯+新能源”研討會是“烯望跨界系列”的首場活動,接下來還將舉辦石墨烯+交通、石墨烯+健康、石墨烯+智能、石墨烯+環境等專題研討會。

“未來聯盟將充分發揮紐帶作用,將政府、資本、企業、科研院所有機的聯系在一起,應用激活產業鏈,通過形式多樣的活動,推動跨界合作交流、技術協同創新,破解石墨烯上下游應用脫節的難題,推動產業發展進步。”中關村石墨烯產業聯盟秘書長周靜表示。

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