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石墨烯研发之争:中韩日美谁能突围?

发布时间:2021-04-17    来源:亚博登录官方网站98123

近年来,石墨烯已经成为全世界研究和开发的对象。石墨烯是一种含有碳原子的单层层状结构的新材料,目前仍被指出是一种假想的结构,无法分离,稳定,不存在。

之后,2004年,英国物理学家在实验中成功分离出石墨烯和石墨,证明了石墨烯是可以分离的,不存在的。2010年,英国物理学家也因其最佳发现获得诺贝尔物理学奖。被誉为“21世纪的神秘材料”和“万能材料”的石墨烯,业内有人评论道,“如果说20世纪是硅的世纪,那么石墨烯开创了21世纪的新材料时代,将给世界带来实质性的变化”。仅在集成电路行业,如果石墨烯需要取代1/10的硅,将带来5000多亿元的市场容量。

于是,“万能”石墨烯成为全世界研发的新宠,中、韩、日、德、楚都在现场。“万能材料”的优异表现备受推崇。

据了解,“通用材料”石墨烯是一种技术含量非常低、应用潜力非常广泛的碳材料,自发现以来,由于其具有强度最低、韧性最差、重量最重等诸多优异性能而备受关注。其独特的电学、力学、热学和光学性能可广泛应用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、触摸屏、半透明电极等领域,并将为半导体工业、光伏工业、锂离子电池、航空航天、军事工业、新一代显示器等传统和新兴领域带来革命性的技术变革。

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其潜在应用包括高速晶体管、半透明电极、印刷电子、新型复合材料、超灵敏传感器、新型催化剂、基因测序、储能器件等。未来5到10年会有相当大的发展,带动相关领域的革命性突破,打造价值数万亿美元的新产业链。

自从石墨烯被发现以来,研究人员一致希望开发这种材料的商业应用,例如在芯片领域取代晶体硅,生产锂离子电池的阳极材料和超级电容器,以及生产可倾斜的触摸屏。随着批量生产和大尺寸问题的突破,石墨烯的产业化正在放缓,国内外相关机构的研究投入也在下降,市场关注度也在增加。广泛用于研发。

2010年诺贝尔奖让石墨烯引起了人们的关注。目前,欧盟已投资10亿欧元用于石墨烯研究和工业应用。2013年1月28日,欧盟委员会宣布,石墨烯和人脑工程入选“未来新旗舰技术项目”,并设立专项研发计划,未来10年各获10亿欧元。

韩国和英国分别投入3.5亿美元和5000万英镑用于商业化。石墨烯材料逐渐引起了我国社会各界的广泛关注,各级政府都将石墨烯产业作为产业升级的突破口,竞相正式建立石墨烯相关产业或联盟。

同时,工信部等部门正在重点研究十三五新材料计划,实施时间将在2015年下半年,石墨烯已基本入选计划。早在2012年,工信部就公布了《新材料产业“十二五”发展规划》,计划中的尖端新材料包括石墨烯;科技部也明确表示会反对石墨烯研究。根据几乎所有的统计数据,2011年,中国第一家石墨烯企业正式成立,企业数量现已超过40家。

无锡此前宣布,2015年石墨烯及相关产业规模将超过50亿元,2020年将超过300亿元;宁波计划3年内设立9000万元财政资金项目,10年内建成规模1000亿元的产业特色群。2013年,中国科学院重庆研究所成功生产出国内首个15英寸单层石墨烯,并联合建立重庆磨溪 与现有的手机触摸屏材料相比,石墨烯触摸屏并没有更好的透明性和灵活性。据报道,如果对其他部件和材料进行适当改进,未来手机和平板电脑上的显示屏可以采用可拆卸倾斜的方式构建,这将对屏幕造成损坏。

此外,重庆相关单位正在推动重庆石墨烯研究所正式成立,为石墨烯在产业链中的下游研发争取反对意见,减缓石墨烯产业的发展。专利世界第一。

中国正式成立了40多家企业。近年来,中国在石墨烯领域发展迅速,专利数量居世界第一。在石墨烯的商业应用方面,在世界上仍处于领先地位。

自2011年中国第一家石墨烯企业正式成立以来,企业数量已经超过40家,国内许多企业声称控制石墨烯的制备方法,并已经开始大规模生产。作为世界上石墨资源储量第二大的国家,中国希望在石墨烯的生产和应用上寻求未来的发展战略。随着石墨烯产业化的快速发展,未来国家对该行业的政策将再次加码。

我国石墨烯的研发跟得上前期,但发展缓慢,具有潜在优势和后发优势。2013年7月13日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟正式成立。同时,江苏、浙江、深圳、上海、山东、福建、辽宁、重庆、黑龙江、中科院等机构以多种形式合作打造产业技术联盟,促进了创意资源的优化组合和创意产业化进程。另一方面,中国石墨烯行业还处于量产思维阶段。

目前主要的制备方法有微机械挤压、外延生长、水解石墨还原和气相沉积;水解石墨还原法制备成本低,是目前主要的制备方法。据中国石墨烯产业技术战略联盟秘书长李意淳介绍,目前对石墨烯的研究一般分为两部分:一是应用于传统锂电池,目的是改善和提高锂电池的性能,会产生颠覆性的影响;二是生产基于石墨烯的新型电池系统,这是一个全新的系列,在性能上具有颠覆性,被称为“超级电池”。石墨烯超级电容器的频繁出现可能会彻底改变现有的电池问题。

续航里程成倍增长,长途通勤的里程心情可能完全被超越。以西班牙的超级电池为例,1000公里的续航里程完全类似于北京到上海的直线距离,远远超过传统汽车一箱油的行驶距离。随着石墨烯电池速度的提高,可以增加电池使用时间,大规模增加充电站和充电桩的市场需求。

以目前世界领先的特斯拉S 85车型为例。电池通过大功率超级充电站充满电需要80分钟。

车主等待电池的时间依然是一种煎熬。“超级电池10分钟的续航时间比加一次油的续航时间要宽一点,但续航里程比一箱油的续航里程要宽得多,消费者再也不会怪它了。”一位汽车行业知情人士分析称之为。但据石墨烯电池研究人员介绍,目前国内主要研究的是石墨烯在锂电池中的应用,而不是一种新的“超级电池”体系,因此国内技术与超级电池存在一定差距。

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国家相关部门的回应受到高度赞扬,石墨烯可能被列入2015年实施的新材料“十三五”规划。石墨烯电池研发:日本、韩国、英国、德国。随着时间的推移,石墨烯的优异性能越来越多,被认为在许多领域得到了广泛的应用,因此被称为革命性的新材料,世界上许多国家也在减缓石墨烯材料的应用。

据了解,全球有200多家公司 利用石墨烯开发了一种新型场效应晶体管,可以将电源频率提高1000倍以上,可以广泛应用于未来的电子器件和计算机中,使其功能更强大,性能更好。然而,传统锂电池生产商日本和韩国也在利用石墨烯电池的技术。韩国科学家早在去年11月就宣布,最近的发明者发明的石墨烯超级手机电池可以储存与传统电池相同的电量,但电池时间只有16秒。

然而,日本在电池技术方面实施了两条路线。除了开发普通意义上的锂电池,他们还研究了燃料电池技术,用特殊的石墨烯材料代替铂作为催化剂生产燃料电池汽车所需的氢燃料,并取得了突破。石墨烯的发现地英国已经有了很大的突破,欧洲和德国的石墨烯产业发展也不是很强劲。2009年7月,德国科学基金会(DFG)宣布积极开展“石墨烯”研究项目,项目时间跨度为6年。

本项目的目的是改善石墨烯性质的解释和操作,从而创造新的石墨烯基电子产品。2010年,DFG启动了一个优先研究项目——石墨烯,其中也包括38个研究项目。前三年的支出为1060万欧元。2009年,德国科学基金会(DFG)积极开展石墨烯新兴前沿研究项目。

2012年10月,慕尼黑工业大学的科学家成功制作了石墨烯光电探测器,可以非常缓慢地处理和引导光电信号。特斯拉广受好评的S型电动汽车使用石墨烯作为电池。2014年12月26日,美国电动汽车制造商特斯拉(Tesla)宣布推出两年前投产的第一代车型Ultra of Roadster,续航里程超过644公里,高达原版的60%。

电池技术的改变提高了特斯拉产品的性能。新的和改进的18650锂电池容量大幅增加,6831电池数量没有减少,但电池总容量从53千瓦小时增加到70千瓦小时。此前,Roadster的续航里程为393公里。

特斯拉CEO马斯克表示,特斯拉的高性能石墨烯电池相对于目前的容量有近70%的快速增长。随着特斯拉石墨烯电池研发的微小进展,成本和电池时间很可能会大幅增加,更多的国内公司想挤进石墨烯行业。

未来,手机、平板电脑等我们可以期待的可拆卸屏幕的电子产品也将依赖石墨烯。在英国科学家发明石墨烯十年后,石墨烯在电池中的应用取得了重大突破。12月初,西方媒体报道称,西班牙石墨烯纳米公司(Graphene Nano)和西班牙科尔多瓦大学(cordoba University)开发的石墨烯电池,一节电池只需8分钟,可行驶1000公里。

被石墨烯研究者称为“超级电池”。西班牙的“超级电池”将很快应用到特斯拉这样的汽车上。据西方媒体报道,其车主于12月份开始对两家德国汽车巨头的汽车进行测试,并于2015年第一季度投产上市。-亚博登录官方网站。

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