侵权投诉
搜索
热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

石墨烯研发之争:中韩日美谁能突围?

  专利世界第一 我国成立企业40余家

  近年来,我国在石墨烯领域增长迅速,专利拥有量世界第一,在石墨烯商业化应用上全球还是处于领先地位。2011年我国首家石墨烯企业成立至今,目前企业数量已达到40余家,不少国内企业宣称掌握了石墨烯制备方法,已经开始规模化生产。作为世界上石墨资源储备量最大的国家,我国正努力在石墨烯生产和应用上寻求长远发展策略,随着石墨烯产业化的不断推进,国家针对该产业的政策有望再度加码。我国石墨烯领域研发起步较晚,但发展较快,有潜在优势和后发优势。

  2013年7月13日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟成立。同时,江苏、浙江、深圳、上海、山东、福建、辽宁、重庆、黑龙江与中科院等机构以多种形式协同创新,纷纷建立了产业技术联盟,促进了创新资源优化组合和创新产业化进程。另一方面,我国的石墨烯行业仍在量产摸索阶段,目前主要的制备方法有微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法;其中氧化石墨还原法由于制备成本相对较低,是目前主要制备方法。

  据中国石墨烯产业技术战略联盟秘书长李义春介绍,目前石墨烯的研究总体上分两块:一是在传统锂电池上进行应用,目的是改进、提升锂电池的性能,这类电池不会产生颠覆性的影响;二是依据石墨烯制造一个新体系的电池,它是一个崭新系列的,在性能上是颠覆性的,称作“超级电池”。石墨烯超级电池的出现,可能彻底改变现有的充电问题。续航里程成倍增长,长途出行的里程焦虑可能彻底打破。

  以西班牙的超级电池为例,1000公里的续航里程几乎接近北京到上海的直线距离,远超出传统汽车一箱油的行驶距离。石墨烯充电速度提升,可以减少充电时间,宏观上可以大范围减少充电站和充电桩的需求。以目前全球领先地位的特斯拉Model S 85为例,其通过大功率的超级充电站充电,也要80分钟才能充满,车主等充电的时间仍然是一次煎熬。“超级电池10分钟的充电时间,比加一次油时间长一点点,但续航里程比一箱油要长很多,消费者再也不会抱怨。”一位汽车业内人士分析称。

  不过,据石墨烯电池研究人士透露,目前国内主要研究的是石墨烯运用到锂电池上,而非全新体系的“超级电池”,所以国内技术和超级电池有一定差距。国家相关部门对此很重视,2015年出台的“十三五”新材料规划可能将石墨烯纳入其中。

  石墨烯电池研发 日韩英德谁与争锋?

  随着时间的推移,石墨烯越来越多的优良性能被开发出来,据称在众多领域都有着极为广泛的应用,也因此被称为具有革命性意义的新材料,世界上多个国家也在加快石墨烯材料方面的运用。据了解,全球有200多家公司涉及石墨烯的相关研究和开发,其中不乏IBM、英特尔、美国晟碟以及三星等科技巨头。而在产品专利数量上,中国和美国遥遥领先。

  IBM公司的研究人员通过在碳化硅晶圆的硅面上种植石墨烯,成功研制出首款由石墨烯圆片制成的集成电路,向研制出石墨烯计算机芯片前进了一步。利用石墨烯研制出新型的场效应晶体管,其能将开关频率提高1000多倍,可广泛应用于未来的电子设备和计算机中,使之功能更强,性能更优异。

  而锂电池传统制造强国日本和韩国,在石墨烯电池上他们也正在抢夺技术先机,韩国科学家早在去年11月就宣布,最新发明的石墨烯超级手机电池,可存储与传统电池等量的电量,但充电时间只需16秒。而日本在电池技术上实行两条路线并行,除了发展普通意义上的锂电池,他们还研究燃料电池技术,用特制的石墨烯材料替代铂作为催化剂,来制造燃料电池车所需的氢燃料,获得突破。发现石墨烯的英国也有很大的突破,同时在欧洲德国石墨烯产业的发展也不容小觑。

  德国科学基金会(DFG)2009年7月宣布开展“石墨烯”新兴前沿研究项目,项目时间跨度为6年。该项目的目的是提高对石墨烯性能的理解和操控,以建立新型的石墨烯基的电子产品。2010年DFG启动了优先研究项目-石墨烯,包括38个研究项目,前3年预算经费为1060万欧元。德国于2009年由科学基金会(DFG)开展石墨烯新兴前沿研究项目。在2012年10月,德国慕尼黑工业大学的科学家成功制成石墨烯光电探测器,石墨烯制成的光电探测器能非常快速地处理和引导光电信号。

  特斯拉公司广受好评的Model S电动汽车这款电动汽车的电池使用的材料便是石墨烯。2014年12月26日,美国电动汽车制造商特斯拉发布了两年前停产的第一代车型Roadster的升级版,续航里程达到644公里,高出原版60%。电池技术的进步,提升了特斯拉产品的性能。新改进的18650型锂电池的容量大幅度加大,6831节电池组数量没有增加,但电池组的总容量从53kWh提高到了70kWh。此前Roadster的续航里程是393公里。特斯拉CEO马斯克称,特斯拉的高性能石墨烯电池,相比目前的容量增长近70%。

  随着特斯拉石墨烯电池研发取得较大进展,成本与充电时间将可能大幅下降,国内越来越多公司想挤进石墨烯行业。而在未来,我们可期待的屏幕可折叠手机、平板电脑等电子产品,也将依赖石墨烯。

  英国科学家发明石墨烯10年后,在电池上的应用获得巨大突破。12月初,西方媒体报道,西班牙Graphenano公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发的石墨烯电池,一次充电时间只需8分钟,可行驶1000公里。它被石墨烯研究者称做“超级电池”。 西班牙的“超级电池”很快将像特斯拉一样应用于汽车上,据西方媒体报道,它的拥有者12月在德国两大汽车巨头的汽车上进行试验,并在2015年第一季度生产上市使用。

<上一页  1  2  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号