石墨烯产业化还有多远?

2014年10月09日 9:3 2611次浏览 来源:   分类: 新材料前沿

  近年来,江西抚州临川区加大技改投入,坚持以政策措施引导技术创新,以技术创新带动经济发展,鼓励重点企业加大科技投入,使科技创新成为企业发展的强劲动力。
  自立铜业是抚州区的重点企业,为了提高产品质量,减少环境污染,去年,抚州区财政和自立铜业公司共同拿出400万元进行科技研发工作,经过半年的努力,成功研发出一种从冶炼烟灰中回收生产电解铜和电解锌的先进冶炼技术,并获得国家发明专利。该技术用于生产后,不仅生产效率得到极大提高,而且产品质量得到了提升,产品在市场上供不应求。
  据了解,抚州区今年财政安排的技改资金比去年高出40%。该区要求区发改委、科技局、中小企业局和园区管委会等部门主动深入各大企业,了解企业发展状况,提供相关的技改项目供企业参考。在企业申报技改项目后,相关单位还采取“保姆式”服务,为企业牵线搭桥,以最快速度完成申报工作。今年,该区还专门组建了8个专业招商团队,安排专项资金,瞄准重点地域,抓住重点客商进行蹲点招商,重点引进有色金属加工项目及上下游配套项目。瞄准具有“中国五金城”之称的浙江永康及富阳等地,加大铜材加工项目引进力度;瞄准浙江温州、宁波、台州等地,加大卫浴洁具等铜制品加工项目引进力度。目前,全区共有32家有色金属加工企业投产,拥有中国驰名商标1个、省着名商标5个,产品畅销20多个国家和地区。1至8月,有色金属加工业实现主营业务收入82.3亿元,上缴税金3.79亿元,占园区比重分别为75.5%和78.6%。今年,抚北工业园区还被正式命名为“全省有色金属加工基地”。
  神奇的纳米材料石墨烯是A股市场上久炒不衰的题材,它与资金的结合都会引起相关概念股轮番上攻的激情,速度之快、力量之大、时间之久让人瞠目结舌。最近,石墨烯又迎来一波牛市行情,而日前华为公司总裁任正非一句“这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代”,更为已经火热的石墨烯再添一把火。资本市场终究靠实力说话,石墨烯产业化前景究竟怎样?10年来,当它从实验室一步步走向市场时,产业之路究竟走了多远?
  目前仍是技术概念阶段
  “石墨烯技术,这是目前中国唯一领先世界的高科技。”9月5日,刚刚从宁波回来的青岛市高新区节能技术与新材料事务部部长兼科技局副局长张志强似乎还沉浸在国际石墨烯创新大会的氛围中。
  目前,青岛高新区一共有十多家生产石墨烯的企业,很多是从装备制造企业中转型而来,产品多卖给军工企业做防腐材料用。
  今年的石墨烯创新大会火爆程度超出张志强想象,开幕当天原本计划几百人到场,结果居然来了几千人,参会的欧盟石墨烯旗舰项目总协调人Jari Kinaret教授用“热火朝天”来形容中国人对石墨烯的这股热潮。
  有人注意到,国内手机厂商华为的身影也在大会上闪过,华为某材料实验室人员参加了石墨烯在触摸屏领域的应用主题论坛。华为的出现让业内猜测,这家智能手机全球出货率仅次于三星和苹果的手机厂商可能已经有了石墨烯技术储备。要不然,之前两个月任正非怎么会突然冒出一句“这个时代将来最大的颠覆,是石墨烯时代颠覆硅时代”。石墨烯作为前沿新材料,华为进行相关研究理所当然。
  据报道,华为的两个对手三星和苹果正在积极争夺石墨烯技术专利,并尝试将其应用到下一代产品。根据美国专利商标局信息,三星在其至少17项专利申请中提到石墨烯。此外,IBM与富士康也注册了与石墨烯相关的专利。
  对于三星而言,石墨烯可被应用在公司最重要的三类产品中:智能手机、内存芯片与电视机。三星公司在一封公司内部邮件中用“完美材料”来形容石墨烯,因为“它比钢铁更耐用,导热性更好”。
  而在这次宁波大会上,已于去年建成我国首条年产100万平方米大规模石墨烯薄膜生产线的重庆墨希科技有限公司透露,目前包括联想、酷派、华为等国内的多数手机厂商都和其有过接触,有有采购意向的,也有观望的。
  “石墨烯是个好东西,大家都知道,但最难的是应用。”中国石墨烯产业技术创新联盟专利委员会主任刘兆平在会上说,从行业整体发展情况来看,石墨烯产品大多处在实验室阶段,产业化进程还较慢。
  张志强也有同感,他认为,把石墨烯用好用对,符合市场需求,才是最重要的。欧盟的石墨烯旗舰计划,布局更侧重于基础和前沿领域。而对于石墨烯在储能电池、触摸显示、复合材料等领域的产业化研究,中国目前更有优势以及商业化的基础。从数量上讲,中国大陆申请石墨烯技术的专利占到了全球的50%以上。
  但与西方国家的专利主要由跨国公司申请不同的是,中国的石墨烯专利主要掌握在科研院所手中。从产业化的流程看,中国的技术与产业对接将多了一道程序。
  石墨烯企业和产品涌现
  青岛海纳尔纳米科技有限公司作为青岛市龙头企业,参加了这次在宁波举行的石墨烯大会。
  “石墨烯新材料具有很多运用,比如通过石墨烯制造出可弯曲的智能手表、可折叠成智能手机的平板电脑、15分钟便充好电且续航能力达500公里的电动车蓄电池等等。”青岛海纳尔总经理聂传凯指着门口的一块有轨电车蓄电池告诉记者,现在充一块电车蓄电池,往往需要8~10小时,石墨烯材料充电产品能够将充电时间缩短到15分钟以内,普通手机电池一秒钟就能充满。“3年内就会推广这种新产品,因为已经研制成功了,剩下的就是后续一些实验、推广环节。”
  再比如防腐材料,聂传凯说,船舶在航行中很容易被海洋生物附着,不仅会拖慢航行速度,而且加大燃料费,防腐涂料已成为“船老大”必备品。一艘万吨级的船,一次至少需要上百吨防腐涂料,每年花费成本可想而知。在传统防腐材料中掺入1%石墨烯粉,就能起到很好的防腐作用,而且使防腐材料使用寿命由1年时间延长到3年以上。
  不仅船舶需要“防腐”,海上浮标、海上钻井平台及跨海大桥等统统需要“防腐”。在聂传凯看来,海纳尔公司研制的这种石墨烯海洋防腐涂料市场使用非常广泛。
  济南的圣泉集团也正在将石墨烯商业化,这家因神舟飞船返回舱防热材料出名的企业已经申报石墨烯相关专利30项,目前正在进行中试。实验数据显示,在橡胶中添加1.5%石墨烯,拉伸强度能提高90%;添加10%石墨烯,电导率提高1000倍以上;加入到皮革中能有效增加强度,提高防火性能。从市场前景看,目前皮革表面PU层的市场用量达到100万吨,如果按加入1%的石墨烯计算,需求就达1万吨。
  产能已有 销路未开
  对于石墨烯的产业化,聂传凯认为“还在路上”。近期来讲,要重点解决低成本和规模化生产这两大问题。
  目前,石墨烯的价格贵过黄金,最便宜的500元/克,市场上价格多在1000元/克左右,但规模化生产后,就可能降到50元/克,再过两年,可能就降到1~5元/克的“白菜价”。
  在工业化方面,目前通过天然石墨剥层等技术,石墨烯的生产已经接近量产水平,未来两三年内,便可大规模应用在电池、导电、导热等材料领域。实验室关于这些方面的应用已经做得很好,正往规模化应用发展。
  从远期来讲,在触摸屏、传感器等器械上的大规模应用还需要3~5年时间,目前这方面的研究仍停留在实验室阶段。
  “找一个好的切入点,大批量运用到实际生活中来,这对石墨烯产业化很关键。”张志强说,现要运用好石墨烯新技术,根本不愁销路。以船体防腐新材料来讲,使用寿命提高了2~3倍,但是价格只提高30%。
  而现实是,目前石墨烯的下游市场根本没有那么大的需求。一位石墨烯生产商坦言,他公司现在产量400公斤,卖了200公斤,价格从10元/克至1000元/克,“现在采购石墨烯的多是高校的实验室,采购量论克,你说市场好不好?”
  产业化仍待技术突破
  虽然石墨烯的大规模产业化还未开始,现在还只能说是在“产业概念期”,但随着大量资金、人力、物力的投入,可以预见,在2~3年内,在上述五大领域内将会出现真正引领石墨烯行业的“杀手级应用”。
  关于石墨烯浪潮的问题,烯碳新材技术发展与规划副总监李纪军博士介绍说,石墨烯产业目前处于技术概念期,还处在技术突破的前夜,一旦技术取得突破,石墨烯产业就将取得爆发式增长,如石墨烯应用在消费类电子产品的触摸屏,锂离子电池和超级电容器上,这些应用技术一旦取得突破,将会对目前手机触摸屏产业和汽车行业产生颠覆性改变。
  对石墨烯而言,突破性的改变必然发生于基础研究的突破,基础研究虽然离具体产品较为遥远,但是这个世界高速发展,技术的加速度可以弥补时间错位,关键基础问题的研究一旦突破,在资本和人力的推动下,其他产业化相关问题会很快解决。

责任编辑:淮金

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