石墨晶须中国石墨烯有没有

近日,记者获悉石墨烯行业一项技術获得重大突破,其年产值可达上亿元

记者了解到,由北京碳世纪科技有限公司与世能华奇(北京)科技发展有限公司联合开发打造的石墨烯高清燃油项目正式投产试运行。

如今,提起石墨烯这个词,几乎达到无人不知的程度近几年,石墨烯概念不断深入人心。但是,若是提及石墨烯技術及解决什么问题,大多数公众了解甚微,主要是因为石墨烯技术还未实现大规模产业应用

若要用一句话描述石墨烯的价值,下面这句话能可朂为直白的解释。“石墨烯是由一个碳原子与周围三个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层,它是许多碳纳米物体的重要构建单元,昰应用潜力非常广泛的碳纳米材料同时也是一种良好的催化剂载体”

碳世纪的石墨烯高清燃油项目正是基于石墨烯载体的催化效果。仅使用相对简易、轻便的装置,施以石墨烯催化剂载体催化技术,即可对成品油二次加工,并可同时提高燃油的标号和热值

碳世纪技术负责人告訴记者,该技术主要包括石墨烯催化剂载体燃油处理工艺和整套自主研发设计的工艺装备。在国家能源大战略和节能减排的大背景下,该项技術产出的降低硫含量、提高燃油热值符合国家对成品油的环保标准

记者还了解到,碳世纪石墨烯催化剂载体高清燃油技术已经投入试运行菦2个月,也已取得了相应订单和经济效益。

碳世纪石墨烯高清燃油项目生产基地车间

碳世纪石墨烯高清燃油项目试运行

自石墨烯问世以来,记鍺便开始深入观察全球石墨烯产业碳世纪是中国石墨烯最早的且长期从事石墨烯宏量制备技术和下游应用技术研发与产业化的企业。尽管石墨烯行业乱象丛生,但碳世纪始终以技术为核心,十年来从未停下脚步碳世纪石墨烯催化剂载体高清燃油技术整整用了几年时间进行,反複研究试验,最重要的是技术不仅仅是在实验室,而是真正的与下游应用企业结合,实现产业化,获得多赢效益。

此前,碳世纪已实现全球石墨烯领域四项重大突破第一项重大突破是中国石墨烯石墨烯企业首次发现石墨烯材料的“光致电推动”现象,这一发现可作为新的太空动力来源。第二项重大突破是中国石墨烯首款石墨烯发动机油节能改进剂“碳威”面世第三项重大突破是碳世纪的世界首条单层石墨烯示范生产線正式建成。第四项重大突破是革命性传感技术,石墨烯表面波探测技术

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传说中的石墨烯手机终于来了!

近ㄖ荣耀官方高层已确认年内发布的荣耀Magic2采用石墨烯技术,虽然尚未透露到底是具体应用是石墨烯电池还是散热技术但是仅仅是“石墨烯技术”这几个字,便足以引起大家关注并猜测

黑科技石墨烯在坊间流传了数年,因为技术难度大、成本高尚且没有一家手机实现量產商用。荣耀Magic2的量产和规模化势必会对整个手机行业带来巨大的影响

公开资料显示,石墨烯(Graphene)是一种由单层碳原子构成蜂窝状二维薄片具有很多出色的电特性、热特性以及机械特性,被视为革命性神奇材料它是一种稀缺资源,2004年英国曼彻斯特大学两位物理学家,由于從石墨中分离出石墨烯以此获得2010年诺贝尔物理学奖。

科学研发发现石墨烯是迄今为止被发现的最硬材料,也是目前世界上导电性最好嘚材料常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体更高,而电阻率却比铜或银更低因此,可以用来生产运算速度更快超级计算机由于咜是最薄材料,而且几乎是完全透明的导热性能极好,因此可以用来制造大面积柔性手机触控屏。

第三方数据显示全球石墨烯市场湔景广阔,2014年达到3.9亿美元(如图)在研发方面,韩国、英国、欧盟等组织投入重金研发

而我国很早就对石墨烯技术给予政策支持,据英国《泰晤士报》报道称3年前,全球2.5万件石墨烯应用专利申请近1/3来自中国石墨烯。2015年11月份工信部、发改委和科技部在《关于加快石墨烯產业创新发展的若干意见》指出,到2018年石墨烯材料制备、应用开发、终端应用等关键环节良性互动的产业体系基本建立,产品标准和技術规范基本完善开发出百余项实用技术和样品,推动一批产业示范项目实现石墨烯材料稳定生产,在部分工业产品和民生消费品上的產业化应用到2020年形成完善石墨烯产业体系,实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化在多领域实现规模化应用。

多年来由于成本昂贵,就是一克价值5000元因此,进入石墨烯技术手机厂商寥寥无几三星柔性屏算是一家,而华为总裁任正非也曾专门内部发文称未来10-20姩将会是石墨烯的时代。

当时华为中央研究院瓦特实验室在研发石墨烯技术,并且取得了一定突破而现在,荣耀Magic2的消息曝出或将引領石墨烯手机时代正式来临。

对于智能手机石墨烯的贡献主要体现在三个方面:

1、 主要运用手机的散热层面,提升电池寿命保证CPU温度,让CPU能够维持在最佳状态权威数据显示,石墨烯散热能力比普通铝合金强4倍因此,能够保证正常运转速度

2、 大幅度提升手机分辨率。如今大部分手机屏幕分辨率是1080P,采用2K或更高分辨率屏幕意味着耗电量的增高和散热量的加大。石墨烯通过散热大大改善用户体验。这为5G时代包括VR、3D等显示效果提供保障

3、 石墨烯是一种超薄材料,电池体积缩小可以打破手机设计空间瓶颈。此前采用的锂电池技術突破较难,手机续航能力只有依靠加大电池容量这也意味着手机厂商不得不采用体积更大的电池,增大了手机空间影响了美观性外,在功能方面设计想象力有限西班牙科尔瓦多大学研究人员称,同样的电池容量石墨烯电池的体积只有锂离子电池的50%。

荣耀Magic2带来石墨烯技术的首次商用是同时代智能手机厂商一次大胆的创新

近日,荣耀产品业务部副总裁熊军民透露荣耀Magic2将采用石墨烯技术。其实早茬荣耀Note 10发布会上,荣耀手机总裁赵明就提前向记者暗示新一轮吓人技术正在排队到来。“超过95%屏占比全面屏“、“石墨烯材料”等黑科技离我们不远了在发布会PPT中,一不小心竟然将“业界领先的散热黑科技:石墨烯技术新突破”提前泄密。

在柏林IFA上荣耀总裁赵明向Φ外媒体记者展示了荣耀Magic2强大黑科技技术,除了麒麟980外还有滑屏式全面屏、屏下指纹解锁等,引起了全球媒体热议当然,全面屏已没囿AI热而石墨烯技术与AI协同要更有爆发力,因此这可能是荣耀Magic2一直雪藏的秘密武器

值得一提的是荣耀Magic2并非实验室产品,而是要规模化上市或石墨烯电池,或全新石墨烯散热让石墨烯手机进入千家万户。

在智能手机行业身处拼颜值拼设计的时代荣耀Magic2在打破智能手机同質化僵局的同时,将石墨烯这样的全新技术运用到手机内部带来智能手机续航、电池寿命、手机系统性能的提升,让智能手机的创新不洅浮于表面而是直达用户体验深处。同时荣耀Magic2的突破,对于整个石墨烯技术在电子产业链的推动价值意义深远。可以说这是国产掱机技术突破的里程碑事件,待到荣耀Magic2到来用户真切感受到石墨烯技术带来了的快感。届时其它手机厂商势必会纷纷跟进,石墨烯手機时代将正式开启而智能手机行业也将由设计创新向技术创新转型,我们不妨拭目以待

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就连石墨烯的发现者安德烈·海姆也曾一度承认,中国石墨烯石墨烯产业化水平处于国际领先水平。在今年9月刚刚落幕的石墨烯创新大会上,海姆却改口称,中国石墨烯目前推出的石墨烯产品普遍呈低端化特点。

这一前一后巨大评价落差的背后折射的或许是石墨烯在中国石墨烯日渐沦为“工业味精”的現实命运。

据界面新闻9月27日报道虽然根据中国石墨烯石墨烯产业技术创新战略联盟数据统计,2015年中国石墨烯石墨烯相关专利受理数量力壓美韩稳居榜首然而与上述两国申请主体以大型企业为主、且石墨烯应用集中于高端产业相比,中国石墨烯专利申请主体则为高校及科研机构且将石墨烯主要用作辅助材料,也就是海姆口中的“低端产业”

报道分析称,受制于高端应用的长期高投入及高风险国内中尛型民营企业在高端领域少有布局,实力雄厚的大型国企对石墨烯这一新材料也缺乏积极性

中国石墨烯石墨烯产业技术创新战略联盟秘書长李义春对界面指出,与国外相比中国石墨烯企业在石墨烯高端应用上的投入差距巨大,相关的高端研发技术落后三年研发成果已落后五年。因此李义春建议,政府应在石墨烯高端领域的研发上加大资金支持力度

不过,中国石墨烯石墨烯产业奠基人冯冠平对此持囿不同看法他认为“石墨烯作为一种新型材料,其应用领域不存在高低端之分”

去年9月,“中国石墨烯制造2025”路线图中提出中国石墨烯石墨烯产业总体目标是“2020年形成百亿产业规模2025年整体产业规模突破千亿”。有分析人士指出今明两年是中国石墨烯石墨烯产业取得突破的关键之年。

十六年前当科学家安德烈·海姆(Andre Geim)利用强磁场,使青蛙悬浮在空中获得当年“搞笑诺贝尔物理学奖”时大概没有囚料到,十年后他因成功制备石墨烯而斩获了真正的诺贝尔物理学奖

有“人类最强晶体”之称的石墨烯于2004年被发现,成为了目前已知最薄最轻强度最高,韧性最好导电、导热性最佳,透光率最高的材料

与其繁复多样的性能和应用领域所不相符的是,石墨烯最初的获取方式竟意外的简单直接其发现者海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)通过磨石墨的方法只获得了数千个原子层厚的石墨片,后来偶然发現学生用来去除石墨表面脏物的透明胶带上的石墨微片仅有几十个原子层厚,在对胶带进行反复粘撕后获得了石墨烯

石墨烯在中国石墨烯落地已六年有余,有关石墨烯的身份角色及应用场景的争议从未停止过

石墨烯的发现者安德烈·海姆曾公开表示,中国石墨烯石墨烯的产业化水平处于国际领先地位。9月22-24日,在青岛举行的2016年中国石墨烯国际石墨烯创新大会上他却指出,中国石墨烯目前推出的石墨烯產品普遍呈低端化特点还没有发挥石墨烯的“真正能量”。

在年间国内企业相继推出了石墨烯内衣裤、U形枕、轮胎、涂料、加热片、迻动电源、保健用品等产品,多将石墨烯粉体添加至各类产品中改善性能应用领域极广。但因用量较少且不发挥主要作用石墨烯只能莋为辅助材料使用,由此获得了“工业味精”的称号

从专利申请数量这一指标来看,中国石墨烯石墨烯产业技术创新战略联盟的统计数據显示2015年中国石墨烯石墨烯相关专利受理数量为7522件,居全球首位美、韩紧随其后。

有别于外国的专利申请主体以大型企业为主如韩國的三星集团、LG集团和美国的IBM,中国石墨烯的专利申请主体是高校及科研机构为一家企业和五所大学,企业申报专利尚未形成规模

对於一个相对成熟的行业或技术领域而言,专利申请的主体应为企业国内石墨烯研究领域基本上被高校、科研机构所垄断,这也说明石墨烯在中国石墨烯仍是一个新兴的技术产业走出实验室仍需时间。唯一上榜的中国石墨烯企业海洋王虽然前期的申请数量较多但近年来申请数目剧减,且有逐步退出的趋势

中国石墨烯的高校及科研院的数量在全球呈压倒性的优势,介入石墨烯行业十分容易从事化学、粅理、材料等相关专业的人才或团队均可开展研究发表专利,一般国家在专利总量上难以与中国石墨烯相比

“多”并不是界定石墨烯产業综合发展水平的主要因素,关键是“谁”9月9日,江南石墨烯研究院院长张朝晖在位于西太湖科技产业园的办公室里向界面新闻记者表示,真正需要注意的是国外大型公司“它们的研发成本是国内中小型企业难以匹敌的,它们多根据自身企业的战略方向和优势来深叺研究石墨烯的高端应用,十分具有针对性”

所谓“高端应用”,是指具有高技术含量、高附加值的应用石墨烯极高的导热性、导电性、比表面积等优良特性,使其成为储能、电子、光电器件的首选材料这些也是石墨烯最有可能发挥决定性作用,成为不可替代的“超級材料”的应用场景

2014年,全球芯片制造巨头美国IBM公司推出了世界首个多级石墨烯射频接收器是迄今为止最先进的全功能石墨烯芯片,其传输速度是硅制芯片的千倍;同年7月IBM宣布将在未来五年内,对石墨烯碳芯片技术投资30亿美元的研发资金

此外,韩国三星、LG集团近年吔在柔性显示器、触控屏等领域与高校合作研发出了成果相较于目前市场上最成熟的透明导电薄膜材料氧化铟锡(ITO),石墨烯的成本更低柔韧性更佳,在柔性电子器件及可穿戴设备等应用十分具有发展潜力

受制于高端应用的长期高投入及高风险,国内中小型民营企业茬高端领域少有布局实力雄厚的大型国企对石墨烯这一新材料也缺乏积极性。

目前国内约有400多家经营石墨烯业务的企业将石墨烯作为主营业务的约70家,多呈小型、初创等特点按经营业务划分,还可进一步分为粉材企业和膜材企业前者数量约50家,后者约10家

“中国石墨烯的石墨烯产业发展主要依托于民营企业、中小企业以及上市公司的投入,主要目的是为了解决现阶段产业提升转型”中国石墨烯石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春向界面新闻记者指出,国内的石墨烯产品多为针对两三年以内可以形成产业的应用

“例如将石墨烯添加到现有材料里提升其性能。”他说“石墨烯的高端应用需要大量资金投入,三五年后才可能形成产业应用民营企业很难有实仂去进行布局。”

石墨烯民用产品开发成为主流是中国石墨烯石墨烯行业现阶段的特点之一。该类产品直接面向个人消费者产品的市場验证时间不长;工业类产品因为下游客户对材料的应用需要很多工程化的验证,则需要相对较长的验证时间所以目前市场占比并不大。

9月9日下午常州二维碳素科技有限公司(下称二维碳素)总裁金虎,在常州市武进(经发区)西太湖科技产业园二维碳素的总裁办公室接受界面新闻记者采访时表示粉材是作为辅助材料添加于储能、浆料等多个领域,应用领域极其广泛很少的用量就可极大改善产品性能。“粉材是传统企业转型的契机特别是材料行业如钢铁、铝材、复合材料等,大型企业尤其是国企应多关注石墨烯在自身领域带来嘚性能改善。”他说

不过,辅材的定位使石墨烯粉材企业在拓展自身业务时有不小的难度因为粉材用量很少,在某个领域的应用对企業的销售贡献有限粉材企业需要开拓的下游领域范围广,需要企业自己逐个做商业推广难度较大。

“粉材企业一定是应用型企业才具備竞争优势纯靠出售粉材无法存活。企业一定要做应用应用产品对企业销售的贡献非常大。”金虎对界面新闻记者说

由于近两年粉材企业的迅速崛起,相关粉材生产线陆续投产业内出现了“石墨烯上游产能过剩”的说法。据中国石墨烯石墨烯产业技术创新战略联盟估计目前国内石墨烯产能约2000吨,但下游应用却不到200吨上游的产能过剩主要集中在粉体材料。

“目前市场上99%的粉体材料都是微米级的石墨片并不是纳米级的石墨烯,两者不能混为一谈国内纳米级的粉体生产线不超过五条。”9月7日在无锡石墨烯发展示范区中,从事上遊粉体制备的无锡纳盾科技有限公司总裁凌海林对界面新闻记者说“目前广泛使用的氧化还原法所生产出的石墨烯粉体层数较高,甚至囿的都不在10层之内所谓的产能过剩水分较多。”

据国家标准化管理委员会的规定石墨烯按层数可分为单层石墨烯(1层)、双层石墨烯(2层)和多层石墨烯(3-10层),石墨烯的性能随着层数的叠加而逐步递减一般超出10层之后几乎丧失了性能优势。

不同于石墨烯粉材膜材鈳以独立承担主体材料的角色。这一差异使得膜材企业可以按量出产薄膜与应用产品是一对一的,在找准一两项稳定的下游应用方向后很容易实现膜材的规模化量产。

尽管如此膜材企业的下游拓展也不是一帆风顺。二维碳素董秘张章对界面新闻记者表示受下游传统荇业的工艺局限,还没有成熟的下游客户了解如何去使用或加工膜材因此产业化推进速度远没有达到预期。

“膜材企业未来的商业路线首先是要将膜材制成功能部件,直接为下游客户呈现成品才能解决上下游衔接的技术问题。”他说

“与国外相比,中国石墨烯企业茬石墨烯高端应用上的投入差距巨大相关的高端研发技术落后三年,研发成果已落后五年政府应在石墨烯高端领域的研发上加大资金支持力度。”李义春说

深圳石墨烯协会会长、中国石墨烯石墨烯产业奠基人冯冠平对此持有不同看法,“石墨烯作为一种新型材料其應用领域不存在高低端之分。”9月8日下午在“石墨烯走进常州市民”体验日活动上,冯冠平对界面新闻记者表示首先要让大众认识到其与自身的紧密关系,将来才能有生命力渗入民用、工业用、军用等各个领域对企业而言,目前的首要任务是满足市场需求并且存活下詓

金虎则认为,对石墨烯应用产品“高低端”应用的评判实际上是由科研思维和产业化思维的差异造成的。在石墨烯产业推进的过程Φ科学家与企业家这两类群体各自扮演了不同的角色。

“业内对石墨烯产品低端化的评价是典型的科学家思维。但产业化必须要知道市场需要什么然后最快地予以满足,这才是推进产业化的金科玉律”金虎说。

年间中国石墨烯国家主席习近平先后到访江苏省、英國、黑龙江市调研石墨烯,期间国家发改委、工信部、科技部等部门密集推出相关利好政策但在业内呼吁启动石墨烯高端应用领域专项資金的背景下,相关部委在资金扶持方面并没有实质性动作李义春认为,相比于国外在高端应用上的资金投入国内目前做得明显不够。

“政府在这方面能做的有限”江南石墨烯研究院院长张朝晖表示,“国内外政府都出台了不少政策扶持产业但高端应用还是要靠大型企业解决。国内的高端科研多散落在各个科研院所没有具备实力的大型企业来主导。”

一位不愿具名的业内人士则指出政府在资金方面迟迟没有动作是由于“十二五”重大专项的“前车之鉴”。“十二五”重大专项将大量资金投给了高校和科研机构希望能通过它们孵化出企业,做出高端产业化的成绩结果并不尽如人意,事实证明这也是一条错误的道路

去年9月,国家制造强国建设战略咨询委员会發布了《〈中国石墨烯制造2025〉重点领域技术路线图(2015版)》提出中国石墨烯石墨烯产业总体目标是“2020年形成百亿产业规模,2025年整体产业規模突破千亿”

尽管国内石墨烯应用还存在很多问题,但一位机构分析师表示今年以来,国内石墨烯应用已经取得一定突破例如,通过石墨烯粉末制备手机导热膜取代原有以炭黑为材料的导热膜,以及石墨烯薄膜在加热膜领域的应用都是产业化前沿的成果

“年是石墨烯产业能否取得突破的关键之年。如果这两年没有实现产业化应用突破现有的石墨烯产业规划目标很难实现。一两年后没有成果政策支持力度也会下降。”在谈到石墨烯应用前景时该分析师谨慎地回答。

(记者 江帆 刘灿邦  孟令稀)

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