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石墨烯并非萬金油

發布日期:2017-05-23

核心提示: 石墨烯具備特殊的納米結構和優異的物理化學性能,業內有人預測,石墨烯在電子信息、新材料、新能源、汽車、智能手機等產業應用
  石墨烯具備特殊的納米結構和優異的物理化學性能,業內有人預測,石墨烯在電子信息、新材料、新能源、汽車、智能手機等產業應用前景廣闊,被稱為 “新材料之王”,科學家甚至預言其將“徹底改變21世紀”。
  事實上,石墨烯在汽車領域的應用已有成果。因石墨烯硬度極高但質量較輕,是理想的汽車輕量化材料,利物浦Briggs汽車公司在其品牌產品BACMONO單座跑車的車身中就使用了石墨烯材料,并且已通過道路測試。
  此外,石墨烯在汽車輪胎、座椅方面也有相應的研究成果和產品。目前,業界最為關注的是石墨烯在新能源汽車電池領域的應用。美國紐約州倫斯勒理工學院研究認為,使用石墨烯制造的電池,充放電速度是鋰離子蓄電池的10倍。這為縮短電動汽車充電時間帶來了希望。
  實驗室的產品和數據經常令人振奮,但實驗室到產業化的距離是遙遠的,甚至可能永遠不能跨越。石墨烯并非與任何電池材料結合都能充分發揮其特性,換句話說,石墨烯是很挑材料的,如果不能找到與石墨烯最佳的搭配材料,添加石墨烯的結果是增加的成本與得到的效果不成正比??梢姡┎⒎?ldquo;萬金油”,用對了才能有效果。
  即使找到了與石墨烯搭配的最佳材料,這種電池要進入產業化應用也絕非易事,因為單層的石墨烯制備難度和成本都非常高。有業內人士向筆者透露,目前國內市場上99%的粉體材料都是微米級的石墨,根本不是納米級的石墨烯,而國內納米級的粉體生產線數量不超過5條。
  與此形成對比的是,我國的石墨烯生產企業已經超過百家,尤其在常州、青島、重慶、無錫、深圳等地形成了產業集群,這其中到底有多少生產的是真正的石墨烯,還不得而知。
  可以推斷的是,市場上大規模產業化的很可能是石墨而非石墨烯,但石墨和石墨烯的性能差別巨大。據國家標準化管理委員會的規定,石墨烯按層數可分為單層石墨烯(1層)、雙層石墨烯(2層)和多層石墨烯(3~10層),石墨烯的性能隨著層數的疊加而逐步遞減,一般超出10層之后幾乎喪失了性能優勢。
  所以,筆者認為,目前石墨烯的研發在資本市場、政績要求、短期利益的驅使下,急功近利趨勢愈發明顯。具體來看,國內石墨烯研究成果無論在理論還是產業化上,都存在過度炒作的現象。例如在科研方面,追蹤性論文較多而原創性工作偏少,且多為低端重復性的研發,意義不大;產業化方面,資本的涌入、過度炒作夸大宣傳,將石墨烯作為治百病的靈藥,雖然能夠吸引更多的資金和關注,但產業化虛假繁榮的泡沫,也擾亂了市場正常的發展。
來源:中國汽車報網

 
 
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