石墨烯坎坷的產業化之路

中國粉體網3月21日訊  石墨烯可以做CPU，可以做手機，還能做觸摸屏，如此種種不一而足。從2010年10月初兩位英國科學家因為發現石墨烯而獲得諾貝爾物理學獎后，石墨烯熱就一直沒退。

　　去年諾基亞從歐盟的未來與新興技術組織（FET）獲得了13.5億美元研究經費，該經費將用于石墨烯材料（Graphene）的研究，這一消息更讓行業亢奮。

　　其實早在2010年之前，中國的科學家們就已經開始著手研究石墨烯了。在罩上諾貝爾獎光環后，這種新材料讓更多科學家投身其中。但兩年之后，行業權威人士對這一新材料應用的表態還是相當謹慎。“石墨烯的應用探索還在實驗室階段。”清華大學材料系退休教授、中國石墨協會專家委員會主任沈萬慈稱。

　　沈萬慈認為，石墨烯可以改變很多材料性能，但要想實現產業化不但要求性能好，還要求經濟效益好。他認為石墨烯薄而且小，將其很規矩地排列在一起非常困難。“還沒看到產業化的成功經驗。”

　　不過，沈萬慈同時表示：“石墨烯的制備技術的確有提高。”

　　制造石墨烯的技術主要分為兩類，一種是剝離法，一種是氣相沉積法。諾貝爾獎獲得者使用的就是剝離法，即從石墨中剝離出石墨烯。剝離法產生的石墨烯成本較低，但是面積較小。而氣相沉積法就是在銅等表面生產出整片的石墨烯，但由于生產出來的石墨烯和銅結合在一起，需要將銅腐蝕掉，所以成本較高。

　　沈萬慈所說的石墨烯制備技術的提高，是指剝離法技術。業內已經有不少公司稱掌握了低成本生產石墨烯的技術。

　　中科院寧波材料所劉兆平研究團隊負責人劉兆平表示，他們的核心能力就是低成本制備石墨烯，生產的石墨烯在10片以下。石墨烯為單碳層，業內將2個~10個碳層構成稱為多層石墨烯，超過10層而其厚度在5納米~100納米范圍內，則稱為石墨烯微片。

　　2012年4月，中科院寧波材料所選擇與上海南江（集團）有限公司合作，據稱技術轉讓費超過2億元。南江集團成立了寧波墨西科技有限公司運作石墨烯產業。劉兆平表示，他們計劃建設一條1000噸的生產線，首期產能為300噸。不過目前，還只有一條30噸的中試生產線。“現在沒有批量買石墨烯的，都是試用。”劉兆平說。

　　南江集團下屬公司2012年12月5日舉行了年產200萬平方米石墨烯涂層鋁箔生產線投產儀式。劉兆平表示，該生產線是將石墨烯涂抹在鋁箔之上，提高鋁箔的充放電能力，抑制發熱并延長壽命。但是據業內人士表示，年產鋁箔200萬平方米的量其實并不算大。

　　“石墨烯可能最早被應用于復合材料。”沈萬慈表示。剝離法生產出的石墨烯雖然成本低但不規則，復合材料對石墨烯排列方式要求簡單，對面積和厚度的要求也不苛刻。

　　超級電容器可能是石墨烯產業化的突破口之一，包括沈萬慈在內的許多實驗室都在向這個方向努力。