2010年石墨烯材料被搬上諾貝爾獎領獎臺,2013年在國內市場開始受到企業(yè)、投資者、主流院校等關注,石墨烯的“烯”望很大,但具體的應用前景如何,何時有望迎來商業(yè)化的大規(guī)模生產呢?帶著這些疑問,大智慧通訊社9月24日在“無錫石墨烯產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”會后,對中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟秘書長李義春進行了長達1小時的獨家專訪。
中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟是中國首個石墨烯產業(yè)的國家級聯盟。于2013年7月13日正式成立。該聯盟由清華大學、中科院金屬研究所、南京科孚納米技術有限公司、中科院寧波材料技術與工程研究所、北京現代華清材料科技發(fā)展中心等5家核心單位發(fā)起,共聯合了國內從事石墨烯研發(fā)、產業(yè)化的22家法人機構。
以下為采訪實錄:
石墨烯專項資金扶持計劃有望明年啟動
1.國家對石墨烯產業(yè)的發(fā)展是否有相應的專項資金進行扶持呢?
李義春:現在已經接近年底了,目前聯盟已向國家相關部委提出來了,“計劃有望在明年啟動”。
2.對于目前建立的石墨烯示范基地,后期還有一些新的此類示范基地嗎?
李義春:目前聯盟已經向國家各部委上報了無錫、青島、寧波、深圳四個石墨烯研發(fā)示范基地,這四個基地都有意將石墨烯產業(yè)作為主打產業(yè),政策扶持力度會比較大。
短期內看好石墨烯在導熱材料、鋰電池等領域的應用
3.目前有提商業(yè)化、大規(guī)模的生產需要10年以上,也有說到2016年有望實現,對此您怎么看?
李義春:超級電容領域會晚一點,至少需要5年以后;在鋰電池領域,目前已經有幾家企業(yè)已經進入到了石墨烯電極的“實質性中試階段”,在這塊有望在“2年內取得突破”。
4.石墨烯可以用于諸多的應用領域中,短期內您比較看好哪些領域的應用呢?
李義春:(1)導熱材料:LED產品的導熱片,有望在兩年內取得突破;(2)鋰電池正負極材料方面,已進入中試;(3)復合材料領域,比如PVC系列產品等。
5.未來的市場容量及進入后的競爭力如何?
李義春:LED產品、鋰電池及復合材料領域的市場很大,若石墨烯材料在這些領域的應用取得突破,“市場容量會很大”;就競爭力而言,“不是問題”,若獲得應用,其他的一些材料將很難與其競爭。比如在鋰電池方面,其可以在不增加多少成本前提下,增加鋰電池的充放電次數,提高電池安全性等。
6.目前走向商業(yè)化、大規(guī)模生產的難點體現在什么地方呢?
李義春:穩(wěn)定性。實驗室走向量產能否控制產品質量,比如現在的導熱膜,生產幾片實驗室產品,質量沒有問題,但要像造紙廠那樣,流水線的生產,需要控制成品率,產品的均勻性等。
石墨烯材料可應用領域廣泛,企業(yè)需要做好定位
7.在鋰電池領域的應用,國內的進展情況如何?
李義春:目前是清華康飛宇教授帶領的團隊在做,利用石墨烯的高導電性,應用于正負極材料中,主要是與深圳地區(qū)的幾個非常知名的鋰電池企業(yè)合作,具體情況目前還不方便透露。
8.國內有企業(yè)生產的石墨烯導熱膜其價格每平米約300元,比傳統(tǒng)材料價格還要高一點,這樣的產品未來的前景如何呢?
李義春:需要對石墨烯產品進行“正確的定位”。
(1)做石墨產品做不到的東西,不要去同價格非常便宜的石墨導熱材料去爭奪市場。低端市場多用石墨導熱膜,若石墨烯導熱膜的性能沒有大幅提升,性價比不高,很難取得市場突破。
(2)對象瞄準錯了,需要瞄準高端市場。比如,LED的石墨烯導熱材料,目前做不出來大功率的LED燈,主要就是受散熱問題限制,功率大了容易燒壞。一旦攻克這類技術,市場前景將不可限量。
9. 在復合材料應用領域,比如廈門凱納石墨烯技術有限公司與中泰化學的合作,將石墨烯應用于PVC系列產品,其前景如何?
李義春:如果將石墨烯材料引入PVC系列復合材料成功了,石墨烯的需求量將會馬上提升,采用石墨烯材料后,該產品的性價比會有所提高,能增加產品的強度、傳熱性等。
10. 石墨烯材料在涂料及手機觸摸屏上的應用前景?
李義春:粉末如果加入到涂料中,粉體轉化成溶液,要分布均勻,關鍵是“分散技術”,如分散劑,讓它不出現團聚、沉淀等現象;石墨烯在手機觸摸屏領域的應用,有低端的,也有高端的產品,比如現在手機在強日照下很難看到屏幕中的文字,采用了石墨烯材料的觸摸屏后效果可能會好一點?偟膩碚f應用前景還是得看前面提到的定位問題。
11. 在環(huán)保行業(yè)--水污染處理的應用前景?
李義春:前景比較大,以前用活性炭,改用石墨烯薄膜材料后,能很好的提取出濃度很高的重金屬污染物,“變廢為寶”,比活性炭提取效果好。
國內石墨烯產業(yè)發(fā)展看重“性價比”
12. 石墨烯材料進入諾貝爾獎領獎臺的初衷?
李義春:獲獎時提出采用石墨烯材料,更多是將其應用于傳感器、導電薄膜等電子產品的高端領域,而國內現在在做的時候發(fā)現,其導熱、導電的性能用于低端的產品,效果也很顯著。
13. 國外石墨烯產業(yè)發(fā)展的情況?
李義春:國外企業(yè)仍然側重高端應用。比如歐盟拿出10億歐元用于石墨烯產業(yè)旗艦計劃,側重研發(fā)光電領域的高端應用,目前實驗室是能生產,但要實現規(guī);a,有樂觀派的估計是5-8年,而悲觀的人士有估計需要10年以上的,當然,在該領域的應用,將能使石墨烯的導電、導熱等性能得到淋漓盡致的發(fā)揮,是其它材料無法取代的。
14. 國內又是怎么樣的呢?
李義春:國內發(fā)展看重“性價比”。中國是全球的鋰電池材料、LED等產品的主要生產基地之一,結合國內這些領域在全球所處產業(yè)鏈環(huán)節(jié)的實際情況,將石墨烯材料應用其中,較碳納米管等材料,其性能接近,但價格便宜,性價比會更高。
不同制備方法適用于不同的應用領域
15. 對于不同的石墨烯制備方法,哪種方法更具備規(guī);a的潛力呢?
李義春:不同的方法制備的產品所適用的“應用領域會有所不同”。
(1)CVD法制備成本相對要高一點,但其在制備導電膜方面具備優(yōu)勢,比如常州二維碳素科技有限公司,在做透明導電膜,這塊用途相對比較高端一點;
(2)氧化還原法,制備石墨烯粉體,更適合于需要發(fā)揮含氧基團作用的復合材料;
(3)機械剝離方法,不需要用強酸性物質,避免了污染物的處理,廈門凱納準備將其用機械剝離法制備的石墨烯用于PVC系列復合材料中。
地方政府開始將石墨礦視為“寶藏”
16. 有石墨礦的地方有哪些優(yōu)勢呢?
李義春:現在1噸石墨(售價)幾千塊,而石墨烯(售價)1公斤幾千塊,若具備了大規(guī)模生產能力,一噸石墨烯將是幾百萬,現在地方政府已非常重視石墨礦,“將礦權收上去,不允許私自開礦”。
17.石墨礦企業(yè)該如何迎接機遇呢?
李義春:對于具備石墨礦的企業(yè)未來可以走深加工之路,這也正是目前內蒙古石墨研究院的發(fā)展方向,當然,也可以和企業(yè)進行合作,引入石墨烯企業(yè),實現產業(yè)進行升級。