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国内石墨烯掀起“狂热” 企业该如何突破困局?

来源:新材料在线 发布日期:2016-09-21 14:33:19 查看次数:
【九正建材网】 “我们一般不投石墨烯企业。”有专注于新材料领域的资深投资人士告诉新材料在线,石墨烯应用的产品没有太多,而且每个领域应用优势不太明显,打着石墨烯旗号的企业又太多。

整个2016年,康斯坦丁·诺沃肖洛夫都显得异常繁忙。

出席第三届石墨烯高峰论坛、获聘厦门大学名誉教授、出席2016浦江创新论坛、亲临世界移动大会并发表演讲,诺沃肖洛夫这位因为石墨烯而获得诺贝尔物理学奖的学者频繁地出现在中国各地。

最新的消息显示,诺沃肖洛夫出席了8月22日在广西南宁举办的2016石墨烯产业·技术高峰论坛。

“我最享受的是在实验室里钻研石墨烯,去研究、探索它的一些新的性质。当然了,看到石墨烯这种材料它能够在很多领域,在很多相关方面得到应用,我也是特别地高兴。”诺沃肖洛夫也坦言,为了让石墨烯在人们的日常生活得到更好地运用,还需要做很多的工作。

这也道出了石墨烯遇到的“窘境”,科研学术热,投资热,在应用端的实际开发却偏少偏冷,石墨烯的产业化应用尚举步维艰。

“我们一般不投石墨烯企业。”有专注于新材料领域的资深投资人士告诉新材料在线,石墨烯应用的产品没有太多,而且每个领域应用优势不太明显,打着石墨烯旗号的企业又太多。

问世后的第12个年头,石墨烯的大规模应用仍晦暗不明。

石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被称为“黑金”,是“新材料之王”。但当前国内对石墨烯材料的应用,还仅仅停留在对已有材料的改进方面,颠覆性的创新应用尚待开发。

但在石墨烯企业看来,一场石墨烯产业的盛宴俨然已经到来,企业要做的就是如何在这场盛宴中攫取更丰厚的利润和寻找到更大的市场空间。越来越多的企业开始步入到这场石墨烯的“爱恨”纠缠中。

盛宴

7月8日,东旭光电在钓鱼台举办了石墨烯基锂离子电池产品发布会,推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”,这也是东旭光电推出的第一个直接面向消费者的石墨烯产品。现场,“烯王”15分钟充满4800mAh的超能力折服全场。

“烯王产品问世以来,来自石墨烯基锂离子电池应用端企业的调研及合作洽谈已经让公司企业有点应接不暇了,大家对石墨烯基锂离子电池的产业化充满期待。”东旭光电副总经理王忠辉在“Touch Taiwan智能显示与触摸屏展览会”主题论坛现场表示,石墨烯基锂离子电池技术是是石墨烯业界翘首以盼的真正的杀手级应用。

银河证券在研报中也表示,烯王的问世,迈出了石墨烯产业化的重要一步。

被称为新材料“黑金”的石墨烯,是2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫发现的一种碳的同素异形体,这种厚度只有一个原子的碳薄膜具有独特的机械和电子性能,不仅可用于显示屏、电路,覆盖新能源产业的各个领域,同时在防腐涂料、功能纺织品、橡胶制品、显示器件等领域也有广阔的应用空间。

基于石墨烯的特殊性能,在问世后,多个国家政府和众多企业都投入了巨资展开了对石墨烯研发及应用开发。

中国石墨烯产业联盟的数据统计显示,目前全球石墨烯年产能达到百吨级,未来五年到十年将达到千吨级。预计到2020年,全球石墨烯市场规模将超1000亿元。

据新材料在线不完全统计,仅2016年,以石墨烯为主题的会议论坛就高达十数场,分布地域既包含了北上深这样的重点城市,也涵盖了西安、南宁这样的西南和西北重镇,石墨烯之热可见一斑。

就在近日,华为宣布与曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用,该项目合作期初定为两年,研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。

有评论表示,对于华为这几年的另一项拳头产品——手机来说,石墨烯更能带来翻天覆地的变化:手机中有大量的芯片,比如音频芯片、视频芯片、电源管理芯片、能够获得更好拍照效果的ISP芯片、WIFI芯片、CPU、GPU、基带(某些厂商可能会将这些芯片集成为SOC)等等,如果这些芯片都使用石墨烯材料制造,那么手机芯片的性能将会大幅提升,同时功耗将大幅下降。

据新材料在线根据上市公司公告等公开数据统计,目前已经有超过30家上市公司投资了石墨烯。

石墨烯的各种应用传言更是铺天盖地,其中虽然有很多过于浮夸,神话石墨烯的言论,但也可以看出石墨烯未来巨大的应用潜能和产业界对此寄予的殷殷之情。

巨大的市场空间和对石墨烯未来广阔应用领域的无限遐想开启了一场石墨烯的盛宴。

入局

2013年1月,欧盟委员会将石墨烯列为“未来新兴技术旗舰项目”之一,计划10年内提供10亿欧元资助,将石墨烯研究提升至战略高度,旨在把石墨烯和其他二维材料从实验室推向社会,促进产业革命和经济增长,创造就业机会。

德国、韩国、日本等国家更是从政策层面对石墨烯的研发应用投入了巨资。

日本作为新材料产业最发达的国家之一,从2007年起就对石墨烯的开发进行资助。日本科学技术振兴机构2007年就对石墨烯材料和器件的技术开发项目进行资助;日本经济产业省2011年实施的“低碳社会实现之超轻、高轻度创新融合材料”项目,重点支持碳纳米管和石墨烯的批量合成技术。

德国也于2010年启动了石墨烯优先研究计划,包括38个研究项目,前3年预算经费为1060万欧元;德国联邦教研部也于当年投入了700万欧元资助相关研究。

在企业层面,日本日立、索尼、东芝,韩国三星等巨头更是不遗余力的进行石墨烯的应用研发,2014年,三星先进技术研究院与韩国成均馆大学联合宣布合成了一种能在更大尺度内保持导电性的石墨烯晶体,是一种可以用在柔性显示屏和可穿戴设备上的屏幕显示技术,索尼更是在2012年就研发出了可以生成长度达120米的石墨烯的透明薄膜化学气相生长技术。

市场咨询机构Marketsand Markets发布的2020年全球石墨烯市场趋势和预测最新报告显示,到2020年,全球石墨烯市场预计将达2.78亿美元,2015-2020年期间,增长率达42.8%,亚太地区石墨烯市场预计将成为增长速度最快的地区。

综合市场各方的信息也印证了这一判断,中国正成为石墨烯研发与应用的重要国家。

“不论是石墨烯的基础研究还是产业化的前期研发,我国对石墨烯的关注度最高、研究队伍最庞大。2011年以来,我国研究人员发表的石墨烯文章总数和专利申请数量已经稳居世界第一位。”中科院院士、北京大学教授刘忠范此前在接受媒体采访时公开表示。

中科院山西煤炭化学研究所教授陈成猛博士也曾指出,石墨烯是新崛起的纳米碳材料,我国在该领域的研究一直与国际处于并行状态,甚至在某些产业领域还有一定的优势,目前已在石墨烯粉体和薄膜的规模化制备,超级电容器和锂电池储能应用,导电油墨、防腐涂料和抗静电塑料等功能复合材料领域取得了令世界瞩目的成绩。

在政策层面,《中国制造2025》明确要求高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响,做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制,加快基础材料升级换代。《<中国制造2025>重点领域技术路线图(2015年版)》中也表示,石墨烯产业“2020年形成百亿产业规模,2025年整体产业规模突破千亿”的发展目标。

众多中国企业纷纷开始布局石墨烯“经济”。

破局

与高校科研机构的火热和政策层面的暖风频吹形成鲜明对比的是国内石墨烯应用布局偏窄,大规模产业化应用进展缓慢的尴尬局面。

“当前石墨烯产业化的瓶颈主要有两点,分别是低成本高品质石墨烯原料的规模化生产和石墨烯的商业化应用。”陈成猛教授认为,目前石墨烯步入应用集中期,要开始做减法,开始注重产业链上下游的互动。必须面向用户进行二次开发,去解决分散和成型等共性技术难题,让石墨烯更接地气。最终交给用户的,不仅是高品质的材料,还有配套的应用解决方案。

作为一种材料的添加剂,成为目前石墨烯应用的一个突破点。

“将石墨烯作为添加剂应用在企业已有产品中,用以改良和提升产品性能,相较于为新产品开拓新市场,这一办法显然更具优势。”江南石墨烯研究院副院长董国材表示,石墨烯作为添加剂如今已有不少成功案例出现,如在LED灯中添加石墨烯散热图层的石墨烯LED灯泡、石墨烯暖墙、石墨烯地板和石墨烯防腐涂料等等。

相较于在动力电池等领域的应用,石墨烯在柔性显示领域的应用被视为最有可能实现产业化突破的领域。

石墨烯由于其特殊的结构而具有非常高的电导率,同时几乎透明,对所有波段的光透过率都超高,是一种性能超优异的透明导电材料,因此其被广泛看好代替ITO。

日本富士电机开发的石墨烯片的导电率高达ITO的几倍,并且能够保证90%的光透射率,已经达到能够充分满足性能指标的水平。在显示器及触摸屏领域,相比于现在主流的ITO材料,石墨烯拥有更高的强度和更好的韧性,作为透明导电材料,能够制作成为可以弯曲的显示器件。

“在新型柔性电池、器件、显示、催化剂方面,石墨烯可能是有前景的。”北京有色金属研究总院高级工程师、清华大学博士刘冠伟认为在电池领域,石墨烯更多是作为添加剂出现。

宁波墨西科技有限公司首席科学家、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员刘兆平博士表示,未来石墨烯应用的发展将主要集中在两个层面:一个是日常用品领域,石墨烯需要降低生产成本、提高适用性,如电池、涂料、塑料、油墨等;另一方面,基于石墨烯自身独有的特性开发出相适应的、新的电子产品,如柔性显示。

正如深圳六碳科技CTO许子寒所言,未来石墨烯行业的发展主要取决于下游应用产业的技术开发和市场开拓进展,石墨烯应用的关键在于怎么把石墨烯和现有材料体系融合在一起更大限度地发挥石墨烯的性质,取得较高的性价比。

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