号称“材料之王”的石墨烯是目前已知强度最高、韧性最好、质量最轻、透光率最高、导电性能最好的材料,可以广泛应用于新能源、生物医药和节能环保等多个领域。不过,记者近日采访了解到,虽然石墨烯需求潜力大,近年来全国多地石墨烯企业热情高涨,但企业的开发应用整体还处在初级阶段。
产品叫好不叫座
我国发展石墨烯具有天然的优势,已探明的天然石墨储量约5500万吨,居世界首位。自2012年开始,我国在石墨烯论文和专利方面居全球首位。目前,我国石墨烯企业超过100家,并在常州、无锡、青岛、深圳等地形成产业集群。
“现在有很多人想要投资石墨烯,也有很多人想成立石墨烯相关的公司。” 鸿纳(东莞)新材料科技有限公司董事长李琦说。不过,业内人士告诉记者,企业投资石墨烯开拓应该慎重。目前来看,石墨烯开拓应用市场未来的路还很长,市场需求量不能根据理论需求来推算,而应当根据开发能力来判断。
日前在青岛召开的2015年度中国国际石墨烯创新创业大赛总决赛上,记者看到,有很多企业展示了用石墨烯生产的石墨烯轮胎、防腐涂料、润滑油等产品。据厂家介绍,在橡胶中添加1.5%的石墨烯,其拉伸强度可提高90%;添加10%的石墨烯,电导率可以提高1000倍以上,应用到轮胎上,可增加轮胎的拉伸强度,有效延长轮胎使用寿命,轮胎整体外形、重量及动力性不变,同时提高了轮胎耐磨性、导热性和抗老化性。
深圳力合创业投资公司董事长冯冠平认为,石墨烯轮胎要想大规模量产,对石墨烯质量有要求,还要具有性价比优势。目前,石墨烯替代炭黑用于轮胎生产,还面临着成本的制约。石墨烯防腐涂料则面临国际知名品牌的竞争。目前挪威、日本等国家的知名公司,在涂料生产供应、质量监督、涂装规范及涂装现场管理等方面形成了体系,新产品难以介入。而石墨烯防腐涂料能够有效替换原有涂料中的锌粉,防腐效果大幅提升,但我国防腐涂料国标对锌含量有明确规定,标准的制约也使新产品难以推广。
成本高企限制推广
中科院宁波材料所石墨烯研究团队研究员周旭峰向记者表示,目前国内对石墨烯的应用前景颇为看好,多个领域都跃跃欲试。但从实际情况来看,制造工艺不稳定和成本居高不下,仍是石墨烯走向产业化最需要解决的问题。
有业内人士指出,目前石墨烯应用还处于实验阶段,没有真正形成下游的应用和需求,大规模产业应用还需相当一段时间。博仲国际贸易(上海)有限公司项目经理朱延枫认为,石墨烯的普及需要时间,市场的需求目前需进一步培养开发。而石墨烯无法单独使用,需要与其他介质结合,才能发挥出各种不同的效用。可以说,石墨烯的困境在于应用之上,目前真正投产的应用量比较少,而且石墨烯的产品价位也较高。
韩国石墨烯产业近期发展迅猛,专利量居全球第三,韩国标准石墨烯集团CEO常亨利认为,产品价格要有竞争力,若太贵用户自然不会用,所以需要有成本优势。
随着智能手机、平板电脑和其他现代电子设备需求量大增,石墨烯薄膜被看成是石墨烯应用市场的亮点。从事石墨烯触摸屏生产的重庆松录科技有限公司总经理陆永华向记者介绍说,石墨烯导电膜可以取代ITO导电膜(在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的产品)用于触摸屏,不仅可弯折,透光率达97%,而且色彩还原真实,画面纯净。但是,石墨烯导电膜目前成本较高,用石墨烯导电膜取代ITO导电膜玻璃,1平方米的成本高出几十元。没有成本优势,石墨烯触摸屏的优势就发挥不出来。他认为,石墨烯以及相关产品大量生产后,成本才会降下来。青岛昊鑫新能源科技有限公司技术部长也向记者表示,石墨烯生产与应用目前相互制约,小批量生产,成本高;大批量生产以后,成本自然就会降下来。
技术突破是当务之急
朱延枫认为,石墨烯的发展前景较好,但制备大面积、高质量的石墨烯仍然是一个较大的挑战。这也是石墨烯企业的研发方向。
青岛一家生产石墨烯公司的技术负责人向记者介绍,目前,我国主要是以氧化还原法为主制备石墨烯,能以此法生产规模生产石墨烯的企业在国内仅有两三家。氧化还原法在制备时,由于单层石墨烯非常薄,容易团聚,会降低石墨烯的导电性能及比表面积,进一步影响其在光电设备中的应用。化学气相沉积(CVD)法被认为是最有希望制备出高质量、大面积石墨烯的生产方法,但CVD法在制备后期,对于石墨烯的转移过程比较复杂,而且制备成本较高。
常亨利表示:“CVD法的石墨烯已经发展了10年以上,但并没有取得非常突破性的技术,大家都在非常努力地开发CVD方法,希望实现大规模的生产,但目前还是面临着诸多困难,从商业角度来说,并没有价格的竞争力”。
(来源:微信公众号“中国化工报” )