登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
进入21世纪以来,纳米金刚石、富勒烯、纳米碳管和石墨烯等新型纳米碳材料的迅速发展引起了全世界的广泛关注。当碳材料的尺度缩小到纳米范围时,其部分物理、化学性质将发生显著变化,并呈现出由高比表面积或量子效应引起的一系列独特性能。新型纳米碳材料具有稳定性好、强度高、比表面积高和来源丰富等特点,是最具发展潜力的前沿材料,也是主导未来高科技竞争的战略材料。
(来源:微信公众号“前沿材料” ID:FrontierMaterials 作者:材料委天津院)
尽管纳米金刚石和富勒烯发现较早,但受制于量产技术和应用领域开发限制,目前仍处于实验室阶段。当前,石墨烯和碳纳米管是引发各国政府、学术、产业各界全面关注的重点新型纳米碳材料,具有一定规模的产业基础。
石墨烯
石墨烯不仅是世界上已知的最强、最坚硬、最薄的材料,同时也是已知材料中电阻率最小、导热系数最高的物质。
石墨烯材料根据其形态与应用可以分为微片(粉体)和薄膜两类。石墨烯微片的制备方法包括氧化还原法、插层剥离法、液相剥离法、机械剥离法等;石墨烯薄膜的制备方法包括化学气相沉积法以及外延生长法等。其中,石墨烯微片制备技术已普遍实现产业化,而以化学气相沉积法及卷对卷工艺生长和转移大面积石墨烯薄膜的技术也已取得重大突破。
石墨烯材料在应用层面上的发展将会经历以下初级、中级、高级三个阶段。初级应用阶段:受制于成本因素,短时间内很难实现大规模的石墨烯单独应用,石墨烯主要用于提高其他材料的性能,有望在锂离子电池、导热材料、导电油墨、防腐涂料等领域发挥重要作用;中级应用阶段:随着高质量石墨烯量产技术逐渐成熟,石墨烯应用有望通过支持各类新型器件,在柔性显示、太阳能电池、超级电容器、膜材料、传感器、晶体管以及假体植入物等方面找到新的出路;高级应用阶段:一旦石墨烯量产化成熟,晶圆级石墨烯单晶取得突破之后,将通过系统集成,不断挑战技术突破,在技术门槛更高的未来生物医疗、高频器件以及高强度多功能复合材料等领域,有望发挥颠覆传统产业的潜力。
全球研发现状
2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Kostya Novoselov)第一次成功地从石墨中分离出了sp2杂化的石墨烯,自此石墨烯的研究掀起了热潮。特别是近年来,英、美、德、日、韩各国以及欧盟均将石墨烯的研发上升至战略高度,各学术界和产业界纷纷发力与国家高层布局遥相呼应,正在形成技术研发和产业投资的高潮,力争把握石墨烯技术革命和产业革命的机遇。
作为石墨烯的诞生国,2011年起英国政府将石墨烯定为重点发展的新兴技术,投入巨额资金,重点研究领域涉及电子信息、传感器、复合材料、储能材料以及结构材料。英国石墨烯研究基础雄厚,学术方面以曼彻斯特大学和剑桥大学为主,科研机构由英国国家石墨烯研究中心(NGI)牵头,还于2018年建成了第二个石墨烯技术创新中心——英国石墨烯工程创新中心(GEIC)。产业层面,除英国本土企业外,英国国家石墨烯研究中心还与全球约50家企业建立了合作关系,旨在将石墨烯的基础研究推向产业化。
近年来,德国政府携手欧盟通过政策鼓励、资金支持充分调动国内科研机构、企业和高校的积极性,全面参与石墨烯研发项目,形成了政产学研一体的石墨烯研发网络,在石墨烯应用于光子和光电器件领域具有较强优势。此外,德国爱思强(AIXTRON)公司研发出的金属有机化学气相沉积设备标志着大规模石墨烯制备技术取得突破性进展。
2013年,欧盟启动石墨烯旗舰计划(Graphene Flagship),总投资高达10亿欧元,并在一年后发布了石墨烯科技路线图。运行至今,石墨烯旗舰计划带领英、德、法、意大利、荷兰、丹麦等欧洲国家,携手推进石墨烯的研发和产业化进程,并积极促进了与全球其他地区的合作交流。
美国政府在布局石墨烯的研发应用时针对性极强。国防部开展了多项石墨烯研究项目,重点是将其应用于最具颠覆传统产业潜力的更轻、更小、更快、更高频的电子器件领域,以及提高军事能力的复合材料和传感器领域,以期占据军事前沿技术的制高点。各高校和科研院所近年来积极投身石墨烯材料制备和应用领域的广泛研究。产业层面上美国呈现多元化布局,既包括IBM、英特尔(Intel)、波音(Boeing)等行业巨头,也包括一批中小型石墨烯新兴企业。
韩国石墨烯制备技术和器件研究发展迅猛,政府提供了数亿美元的资金支持相关研究,主要研究机构包括部分高校以及三星电子和LG公司,在薄膜制备、光电器件、晶体管以及OLED等方面已拥有丰富的应用研究成果,并积极与英国及欧洲石墨烯旗舰计划开展合作。
日本政府近年来大力支持包括石墨烯在内的纳米碳材料相关研究,经产省投资120亿日元鼓励研发。在政府的支持下,日本在石墨烯量产技术、储能应用等方面取得一定成果,试图利用石墨烯的优异性能巩固其在电池领域的传统优势。
我国近年在石墨烯领域开展了大量研究,跻身世界石墨烯研究领域第一梯队,申请专利总数世界第一,在石墨烯制备、物性与应用基础探索方面获得了一批具有国际影响力的创新研究成果。科研力量主要集中在清华大学、浙江大学和哈尔滨工业大学等高校,中国科学院等科研机构以及部分企业。近年来,我国石墨烯产业也呈现蓬勃发展之势,但产品质量参差不齐,产业发展虚火旺盛。我国政府对石墨烯研究及其产业发展也给予了大力支持。《新材料产业“十二五”发展规划》中将石墨烯作为重点发展的前沿新材料。《“十三五”国家科技创新规划》中明确将石墨烯列为重点发展的先进功能材料与颠覆性技术。《中国制造2025》也明确要求做好石墨烯等战略前沿材料的提前布局和研制,并编制了石墨烯产业技术路线图。整体而言,我国在石墨烯研究领缺乏原始创新和系统创新,缺乏真正杀手锏级别的石墨烯应用技术;成果转化率较低,产业化技术水平亟需提高,产业发展质量有待加强。
未来发展趋势
未来,石墨烯作为国际高科技产业竞争的热点,其发展将主要从制备技术和产业化应用层面进行全面提升。制备技术上将进一步发展高质量石墨烯粉体和石墨烯薄膜的可控、绿色、低成本和大规模工业化制备技术;产业化应用上将探索广泛应用领域的发展潜力,努力发展石墨烯“杀手锏”和高性价比应用。此外,国际上石墨烯标准化推进工作也在稳步进行中。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星太阳能光伏网获悉,10月12日,大同新成新材料股份有限公司与西北工业大学、西安科技大学合作共建新型光伏材料联合实验室及柔性钙钛矿太阳能电池工艺及设备开发项目签约揭牌仪式举行。大同新成新材料股份有限公司立足企业创新发展,依托产业优势、专业人才和设备优势,与西北工业大学材料学院合作
北极星储能网获悉,8月18日,福建龙岩永定区石墨烯动力(储能)锂离子电池生产项目签约。据悉,该项目总投资18亿,由深圳宁迪新能源有限公司投建,项目年产4GWh动力电池及储能电池,分两期建设。约定一期项目投产后3年内达产,实现年产值8亿元以上、年纳税5000万元以上。
5月11日,镇江500千伏访仙变电站室外5号主变500千伏侧5042开关汇控柜,喷涂了新型纳米陶瓷散热材料,柜体温度半小时内从26.5℃降到了20.8℃。此次采用的纳米远红外陶瓷材料与高品质石墨烯组合“降温服”,可以大幅提升热管理效率,在不需要外部任何能源、不占用额外体积、不增加设备的情况下,以“零能
“目前,单层石墨烯的市场公价是每克近千元,通过我们的特殊提取技术,可以使成本下降至目前的百分之一。”日前,在参观北京旭华时代科技有限公司(以下简称“北京旭华”)研发车间时,该公司董事长崔旭指着玻璃容器内的黑棕色液体向记者如此介绍。该公司曲面石墨烯已量产下线,当前产量达20吨;预计年
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。国家石墨烯创新中心面向石墨烯
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。创新中心面向石墨烯产业发展的
由位于柏林的全球能源互联网欧洲研究院(简称欧洲研究院)重点研发的石墨烯改性电工材料新技术此前成功应用于高压断路器新型电触头制备。近日,基于这种新型电触头部件的252KV/63KA敞开式柱上断路器在宁夏石嘴山步桥变电站中正式投入运行。据介绍,这项高端电工材料新技术在世界范围内率先填补了石墨烯改
6月24日由国网联研院、中国电科院、国网宁夏电力、平高集团联合研发的252千伏石墨烯断路器在石嘴山电网220千伏步桥变电站成功挂网运行,标志国内首台基于石墨烯改性电触头的252kV/63kASF6敞开柱式断路器在石嘴山电网正式运行。据了解,新型的石墨烯改性电触头表现出优异的耐磨性、导电性、抗熔焊性和抗
4月25日获悉,中国电力科学研究院有限公司完成新型防腐涂料变压器温升模拟实验。实验数据显示,与传统防腐涂层相比,新型防腐涂料可延长变压器绝缘纸服役寿命,显著提升变压器等输变电设备环保性能,还克服了常规涂料添加高导热填料后防腐蚀性能下降的难题。由于传统防腐涂层热导率远低于外壳金属材料
北极星储能网获悉,1月17日,湖北房县举行2022年招商引资“开门红”签约仪式,14个项目集中签约,其中两个储能生产项目,总投资30.5亿。湖北世润新材料有限公司投资5千万元建设石墨烯项目、湖北钒界新能源有限公司投资30亿元建设钒储能项目、
为了寻求可持续的能源储存,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了一个新的概念,将石墨烯应用到可持续的钠离子电池中,从而让容量比传统钠离子电池增长了十倍。
北极星储能网讯,4月26日,华软科技发布《关于终止投资建设锂电池电解液添加剂项目的公告》。根据公告显示,华软科技决定终止年产12000吨锂电池电解液添加剂项目和年产6000吨氟代碳酸乙烯酯(FEC)锂电池电解液添加剂项目。据了解,2021年,华软科技控股子公司北京奥得赛化学有限公司的全资子公司武穴
4月23日晚间,“锂王”天齐锂业发布业绩预告,预计今年一季度亏损36亿-43亿元,而上年同期盈利48.75亿元。业绩由盈转亏,天齐锂业也在同日晚间收到深交所关注函,并于24日A股股票“一字跌停”。24日,天齐锂业“一字跌停”。一季度预计巨亏,深交所火速下发关注函业绩预告中,天齐锂业在解释业绩变动时
北极星储能网讯,4月23日,承德市生态环境局发布年产5000吨高纯五氧化二钒和30000立方米钒电解液项目拟审批公示。项目位于河北鹰手营子经济开发区北马圈片区,分两期建设,一期规模为年产1500吨高纯钒、10000立方米钒电解液及500kW/2MWh全钒液流电池储能示范装置,二期规模为年产3500吨高纯钒和20000立
北极星储能网讯,日前,由四川省经济和信息化厅、四川省眉山市人民政府共同主办的全省锂渣规模化利用技术交流会在眉山召开。本次会议围绕推动实现锂渣规模化、多途径、高值化综合利用,邀请相关市州、锂渣产生企业、锂渣综合利用企业、技术研发机构参会,从锂渣管理端、产生端、综合利用端和技术研发端
北极星储能网讯,4月20日,世名科技发布关于与安徽华晟新能源科技股份有限公司签订战略合作协议的公告。根据公告内容显示,苏州世名科技股份有限公司与安徽华晟新能源科技股份有限公司以光伏和储能产业为重点,就太阳能光伏制造过程中硅片加工、光伏电池制作、储能材料制作等多个环节中所需的化学品及
北极星储能网讯,4月19日,星源材质发布关于与SamsungSDICo.,Ltd.签订《战略备忘录》的公告。根据公告显示,星源材质将向三星SDI供应约22.2亿平方米湿法涂覆锂离子电池隔膜材料,深化动力锂电池隔膜相关业务的战略合作。并以此为契机,在遵守相关法律的前提下,共同探索未来拓展北美业务的可能性,推动
北极星储能网讯,当地时间2024年4月12日10:00,雅化集团KMC公司卡玛蒂维矿山一期投产仪式在津巴布韦北马塔贝莱兰省卡玛蒂维隆重举行。津巴布韦总统姆南加古瓦、雅化集团副董事长孟岩以及津巴布韦政府、参建单位、合作伙伴、社区居民代表3000余人出席了投产仪式卡玛蒂维是雅化集团在非洲的第一个大型矿
磷酸锰铁锂投资热度不减。近日,电池中国获悉,江苏珩创纳米科技有限公司(以下简称“珩创纳米”)完成A轮超1亿元人民币融资,本轮融资由广发信德领投,黄海金控、创维投资、电科基金、正景资本跟投,此轮融资将用于持续产能扩张。在此之前,珩创纳米曾获得沃衍资本Pre-A轮投资。资料显示,珩创纳米成立
近日,大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员和鲁文静副研究员团队在溴基液流电池电极研究方面取得新进展。研发团队通过在电极表面基于可逆的固态溴络合效应,同步提高了电极的固溴能力和催化活性,降低了溴基液流电池的自放电率,提高了电池功率密度和循环寿命。研究团队提出了一种向电极表
北极星储能网讯,4月13日,璞泰来发布《2023年年度报告》。2023年,该公司实现营业收入153.40亿元、净利润19.12亿元。2023年,负极材料业务实现出货量155,317吨,同比增长11.35%;负极材料及石墨化业务实现主营业务收入661,076.75万元,同比下降16.01%。2023年,涂覆隔膜及加工量(销量)达到52.71亿㎡
北极星储能网讯,4月12日,诺德股份湖北黄石高端电解铜箔项目投产仪式暨新产品发布会在湖北黄石举行。据了解,该项目规划建设年产能10万吨高端电解铜箔及20万吨铜基材生产线,总投资规模达120亿元,项目分为两期建设,目前一期项目已经顺利建成投产。
北极星电池网获悉,据滁州市人民政府发布消息,4月24日上午,星恒电源(滁州)年产4GWh锂离子电池项目开工仪式在中新苏滁高新区举行。据悉,该项目总投资18.3亿元,将于今年9月完成厂房建设,12月竣工投产,建成投产后可实现年产值约23.4亿元。
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
北极星储能网获悉,据延安招商局消息,4月22日,延安市首个锂离子电池储能项目在黄陵县举行签约仪式。该项目由上海润雅鸿真能源有限公司全资建设,总公司为天津润雅科技股份有限公司。本次签约项目位于黄陵县高新区技术产业园,总建设用地面积60亩,配置容量为300MW/600MWh的磷酸铁锂储能系统,配套一
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国小软包锂离子电池行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球小软包锂离子电池出货量54.8亿只,同比下滑2.6%,已经连续两年同比下滑。EVTank表示,全球小软包电池出货量的下滑叠加价格的下跌导致整个行业的市场规模在2023年同比下
日前,合康新能在在互动平台上表示,公司目前没有研发储能锂离子电池。
天力锂能4月16日在投资者互动平台表示,公司2023年研发投入占比接近往年水平,暂未研发锂硫电池。
北极星电池网获悉,据八闽国资消息,近日,宁德70000吨锂离子电池正极材料(CD车间)项目主体结构封顶仪式顺利完成。该项目是福建省重点项目,总投资24.45亿元,主要建设C、D两幢车间及相关配套,项目建成投产后,预计可年产7万吨锂离子电池正极材料。
得益于电池技术不断提升,以及中高端新能源乘用车车型增多,新能源汽车电池包容量越做越大正成为趋势。电池中国观察到,近段时间,国内多款热门中高端新车均搭载了70kWh-150kWh带电量的“大”电池包,纯电续航里程超600公里,甚至1000公里。这意味着“大”电池包已成为中高端新车标配,(超)长续航也成
北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
4月9日,宁德时代德国图林根工厂获得了大众汽车集团模组测试实验室及电芯测试实验室双认证,成为全球首家获得大众集团模组认证、欧洲首家获得大众集团电芯认证的电池制造商(全球首家获得大众集团电芯认证的电池制造商为宁德时代集团总部)。此次认证,是国际一流车企对宁德时代测试验证能力,以及技术
在全球绿色能源和技术的发展浪潮下,我国电源结构持续优化,可再生能源发电装机规模屡创新高。目前,我国已建成了世界上最大的清洁电力供应体系,在全球清洁能源技术价值链中发挥着核心作用。不同于传统能源的是,可再生能源存在着供应不稳定的特点。不同地区、气候下的能源供需存在巨大的差异,在传统
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!