近年来,石墨烯产业的发展一直备受国内外关注。此前国家主席习近平访英期间参观曼切斯特大学国家石墨烯研究院,为中英两国拓展科技及经贸领域的合作、将科研成果市场化带来新的机遇。据了解,石墨烯还有望入围即将发布的“十三五” 规划中的新材料规划,未来应用主要在新能源汽车、智能终端、航空航天等多个领域,已被列为国家研发计划的重点对象之一。
作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21 世纪”。
那么,当前国内外石墨烯的产业格局是怎样的,中国石墨烯未来几年的市场空间有多大,目前中国的石墨烯产业最急需的扶持政策是什么?笔者采访了中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春。
笔者:世界知名信息技术研究和分析机构Gartner发布《2015年度新兴技术成熟度曲线报告》,评估了112个领域超过2000项新兴技术的市场类型、成熟度、商业应用及未来发展。按照gartner新兴技术成熟度曲线图,石墨烯现在处于哪个阶段?
李义春:在gartner新兴技术成熟度曲线图上,石墨烯目前尚属于导入期阶段,还需要经过一个较高的过程,据我们联盟保守统计,去年在全国大概销售了5个亿,但是各地报的可能比较多,达到了12个亿,石墨烯产业一旦形成了突破点之后,可能很快会实现指数式发展。我们联盟预测,到2020年,中国石 墨烯产业能达到1000个亿。
笔者:据了解,目前国内大多数的企业采取氧化还原法生产石墨烯,因为CVD法(化学气相沉淀CVD法)制作成本太高,你认为未来哪条技术路线是主流?以下游应用带动整个行业演进,可以分为几个阶段?
李义春:目前在中国并不是大部分企业在用氧化还原法生产石墨烯,应该说有一半企业在用,除了使用氧化还原法外,也会采用超临界法,也有一些企业应用新的技术,包括物理技术方面也都在做,并不是完全用氧化还原法。虽然CVD法是目前最有可能实现工业化制备高质量、大面积石墨烯的方法,但现阶段成本较高,工艺条件还需进一步完善,因此CVD法目前在国内企业并未普及。另外,高校实验室做实验可能会使用氧化还原法。
从制备技术上看,每一种制备技术生产出来的石墨烯都有各自的特点。氧化还原法、超临界法等都有各自不同的品质、功效、特性和性价比,所以其应用领域也不一样。不同的制备技术适合不同的应用领域,因此要根据其应用领域来选用制备技术,以达到更适合这方面应用的最佳效果。
在较合理研究方式的应用上,主要看目前的市场有多大,从国家重点战略考虑,目前我们要做的重点在新能源领域,比如新能源电池、超电容器以及复合材料等。
首先,在复合材料方面会比较注重防腐,可能会在石墨烯天然橡胶这一块有所突破。
其次,在热管理上,CVD膜作为传热导热散热的材料,有大的应用。
另外,石墨烯在触屏技术的应用上,从性价比来看,它并没有显示出巨大的优越性,相当于传统的ITO(纳米铟锡金属氧化物)。其实在国外现在也是这方面比较接地气,国外比较重视传感等高端技术,但这一领域仍停留在实验室阶段,尚未进入中试。
笔者:美国、韩国和日本这些欧美国家也在研发石墨烯材料,但主要是一些大企业在做,比如三星,而在中国主要是以二维碳素、第六元素等小企业为主,为何会形成这样的产业格局?石墨烯领域未来会诞生类似光伏领域赛维、英利这样的独角兽吗?
李义春:之所以形成这样的国内外格局,一方面,我觉得我们国内的中小企业创新热情比较高,而大企业尤其像国企、央企,它们的创新积极性可能还不够, 有其内在的影响因素;另一方面,国外的大企业重视和发展石墨烯产业,基本上是着眼于未来10到20年的战略布局,而非解决当前的问题,这些大企业如 IBM、三星,它们都着眼于未来10到20年的一些技术储备和战略布局所进行的研究,因此它们走的是高端路线,利用石墨烯的优异性来研发高端产品。而国内的中小企业,现在仍面临生存和转型问题。
关于石墨烯领域会不会诞生类似光伏江西赛维这样的独角兽,能不能形成光伏的产业过剩,目前我认为没有可能。因为现在石墨烯关键不是制备,而是应用, 但这对石墨烯来讲,并不像味精那样随便可以放到里面,它有一个比较高的应用门槛。比如把石墨烯应用到新能源、涂料等领域,这些领域需要非常强的研发实力,每一道程序无形中都存在一个门槛,因此就很难形成大规模的产业化。
而光伏的产业化就是要有钱,只要有钱,就可以形成一套完整的生产线,做好市场就行,但是做石墨烯产业并不是有钱就行,它需要研发出成套设备,更重要的是需要一定的时间把应用慢慢做好,而且每一个应用对石墨烯都有不同的要求。如果不考虑应用,仅仅是有钱,就上套一百多吨甚至一千吨的生产线,那如此大批量的石墨烯生产出来都卖给谁?所以还是要回到应用上来做。因此,石墨烯领域形成不了产能过剩,当然也形成不了过热。
笔者:去年11月27日,中航工业高调进军石墨烯,中航工业连同中航工业基础院、中航工业航材共同签署了中航石墨烯科技发展有限公司投资协 议,并表示石墨烯作为一种有可能颠覆未来发展的战略性新兴材料,发展正当其时。华为去年10月,在英国对外宣布与曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用,共同 开发ICT领域的下一代高性能技术。华为和中航工业进入石墨烯研发的路径和动机是什么呢?
李义春:从华为来说,它很实际,主要在电子器件方面解决散热问题和一些技术问题。这些问题能不能用石墨烯来解决呢,它提出这样的思考,并拿出一定的资金进行研发,这很实际,而且导向型很强,同时它也有自己的石墨烯团队,以便于对不同的石墨烯进行多种匹配。在国内,它是我们联盟的主要成员,而且现在也在和我们联盟的很多其它成员单位都在合作。
从中航来说,它是依托航材院来进行这方面的研究,航材院近期称研发出比较大的膜,这在技术上有一定价值,但是至今仍没有看到正式的产品在用户中应用。也就是说,它现在还没有真正卖到钱,尚未被用户真正接受,我觉得它应该还停留在产品的研发阶段。


