石墨烯破局之路 “黑金子”如何發光發熱？

　　石墨烯被譽為“黑金子”，是世界上最柔軟的堅硬材料，其產業化如何實現一直備受關注。

　　日前，“青島國家石墨烯產業創新示范基地、青島國際石墨烯創新中心揭牌暨入駐項目集中簽約儀式”在青島高新區舉行。

　　作為全國唯一由中國石墨烯產業技術創新聯盟建設運營的國際石墨烯創新中心，青島國際石墨烯創新中心為來自海內外的石墨烯創新技術團隊提供從苗圃階段到孵化器再到加速器的全鏈條孵化場所和服務。目前已有“千人計劃”侯士峰博士團隊、“泰山學者”青島大學劉敬權教授等海內外近20個項目簽約落戶創新中心。

　　山東青島國家石墨烯產業創新示范基地、青島國際石墨烯創新中心的揭牌標志著青島高新區與中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟進入全面合作的新階段。儀式上集中簽約落戶的4個項目分別涵蓋了石墨烯制備技術及制備設備、石墨烯海水淡化及抗腐蝕涂料、石墨烯導電導熱源料及超級電容、石墨烯在PE防彈材料中的應用等石墨烯前沿重點應用領域。

　　目前，在石墨烯產業化方面，青島不僅具備龍頭企業，還搭建了全方位的研發平臺，推動石墨烯產業化快步實現。“做石墨烯不在于產量，應用方面是個難題，做出石墨烯材料以后，如果市場沒有形成對石墨烯的規模化需求，一切等于零。”青島一家石墨烯企業負責人宋立祿說。

　　現階段，國內不少企業透露已掌握石墨烯提煉、制備的方法，已經開始量產，或即將進入規模化生產階段。據不完全統計，國內石墨烯累計潛在生產能力高達數百噸，然而市場對石墨烯的需求量并未達到預期。

　　年產千噸級石墨烯

　　記者在采訪中了解到，目前石墨烯需求最大的領域集中在涂料領域。多位專家預計，石墨烯的首個大規模應用也可能是涂料領域。“涂料領域有望率先對石墨烯粉體形成大規模應用，最先取得突破的企業不僅可以搶占行業制高點，也可能是最先盈利和獲利最大的企業。”專家表示。從國內范圍看，多家企業正在進行防腐涂料、導熱導電涂料的研發。在青島，已經涌現出賽瑞達等國內領先的石墨烯企業。

　　青島賽瑞達電子裝備股份有限公司已經實現新型石墨烯海洋防腐涂料的小范圍使用，目前開始推廣至國內外大型船舶制造廠、海洋工程等下游應用領域。公司負責人宋立祿告訴記者，一艘萬噸級的船，一次至少需要上百噸的防腐涂料，每年花費的成本可想而知。加入石墨烯后，新型的海洋防腐涂料涂一次可以維持2~3年，不僅降低了涂料和燃料成本，同時還提高了船體的航行速度。

　　不僅船舶需要“防腐”，海上浮標、海上鉆井平臺等都需要“防腐”。宋立祿說，除了作為復合材料加入到防腐涂料中，石墨烯還可以發揮其超強的吸附、過濾作用實現海水淡化，把海水中的鹽分和其他成分進行分離，從而產生中水或純凈水，直接用于工業用水、園林綠化等。

　　石墨烯專家告訴記者，全世界都在加快對石墨烯的研發，石墨烯的制備技術日益成熟，成本也在逐漸下降。從全國范圍看，除了第六元素、寧波墨西科技等已經公開表示開展石墨烯規模化生產的企業外，交通大學、復旦大學、浙江大學、高通材料、泰州巨納、中科院煤化所等眾多的研究機構和企業都宣傳了石墨烯的制備技術和規模化生產能力。

　　專家表示，據不完全統計，第六元素已經建成年產100噸石墨烯/氧化石墨烯生產線;寧波墨西科技建成了年產300噸石墨烯量產生產線。加上新進石墨烯制備企業，按照各企業宣傳的口徑計算，國內石墨烯年產能可能在幾百噸甚至上千噸。

　　石墨烯市場需求尚待培育

　　石墨烯提煉和制備技術已經成熟，保證市場供應不成問題，但是需求尚未達到規模。記者在近日舉辦的全球石墨烯大會上看到，如今石墨烯的交易單位，已經由原先的克上升到公斤。雖然企業宣稱能夠實現石墨烯量產，但是因為沒有市場化的需求，目前并沒有真正大規模生產石墨烯的企業。如何應用石墨烯成為當下企業和院所的重中之重。

　　近日，青島華高能源科技公司在石墨烯提取技術方面取得新突破，公司提取的石墨烯達到單層納米級別，純度、韌性等各項指標處于國內領先水平，同時提取的成本更低、尺寸更大。這種高品質的石墨烯將被開發成特異性導熱工程塑料，用于LED燈、暖氣管和電子產品外殼等領域，能夠有效增強產品散熱性。“塑料材料加入石墨烯后可以改變塑料的散熱方式，增強散熱效果，極大提高產品的使用壽命。”青島華高能源科技有限公司執行總經理錢峰告訴記者，公司已開發出8種具有使用價值的石墨烯產品。

　　目前，石墨烯在涂料領域大展身手之外，在光電、鋰電池、復合材料等應用領域的研究進展也非常快。國家石墨烯聯盟秘書長李義春告訴記者，現在國內研究鋰電的機構非常多，有的企業已經進入中試階段，有可能在一兩年內實現大規模應用。

　　李義春表示，相比之下石墨烯薄膜的應用可能市場前景更好一些，國內制備石墨烯薄膜的企業主要有二維碳素、格菲電子、重慶墨希等幾家，已經具備規模化生產能力或者是準備規模化生產。而對石墨烯薄膜的應用，幾乎都集中在手機透明導電薄膜領域，借以取代傳統的ITO膜。除此之外，也有一些企業開始研發散熱膜。

　　在石墨烯薄膜方面，青島海納爾納米科技公司也取得進展。近日，公司與中科院蘇州納米所合作研發的大面積石墨烯薄膜制造設備開始運行。公司研發部負責人告訴記者，這一新型設備可生產50厘米寬的石墨烯薄膜，具有高導電性、高散熱性和高韌性等特點，可用作手機、平板電腦等高端電子設備的觸控屏導體材料。

　　李義春表示，當下中國石墨烯企業存在小而散的問題，石墨烯要產業化規模化發展需要龍頭大企業的資金和經驗。“石墨烯的應用必將是依附在其他行業中，希望其他行業企業可以參與到石墨烯的應用研發中來。”李義春告訴記者，聯盟雖然有30多家企業，但缺乏有實力的龍頭企業，而國外生產石墨烯的均是大企業，包括空客、巴斯夫等。我們希望國內的龍頭企業能夠將目光投向石墨烯的發展，我們需要大企業的雄厚資金以及豐富的市場經驗來推動石墨烯產業化規模化發展。