宁波的石墨烯玩起“七十二变”,应用研究全球领先

宁波从2008起一直在引领中国石墨烯产业应用领域的发展。在5月24日宁波举办的石墨烯产业发展论坛上,参会的宁波产业精英们向全国的专家、同行们展示了宁波石墨烯应用发展的新蓝图。

如果在10年前,提起石墨烯,相信没几个人知道这是什么,因为它在2004年才作为一种新材料单独存在,但如今石墨被各个国家的科研机构所推崇,未来可能成为无所不能的“超级材料”,而宁波从2008起一直在引领中国石墨烯产业应用领域的发展。在5月24日宁波举办的石墨烯产业发展论坛上,参会的宁波产业精英们向全国的专家、同行们展示了宁波石墨烯应用发展的新蓝图。

宁波的石墨烯玩起“七十二变”,应用研究全球领先

1、墙上挂的油画便能代替传统取暖器

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,石墨烯被称为”黑金”,是”新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将”彻底改变21世纪”,但如何实现有效应用一直是困扰各个国家的难题。

中科院宁波材料所的刘兆平博士从2008年学成归国后,就一直致力于石墨烯应用领域的研究。目前由他牵头、各方投资的宁波墨西科技有限公司于2013年底建成了首期年产300吨石墨烯生产线,2015年通过技改产能达500吨,并成功进入各个应用领域。

“目前,我们的产品首先将改变供暖、防腐涂料、橡胶塑料等传统行业。”刘兆平介绍。

宁波的石墨烯玩起“七十二变”,应用研究全球领先

在现场,刘兆平参与的宁波柔碳电子科技团队向记者显示了用于取暖的石墨烯薄膜。从外观上看与普通的塑料膜无异,但其实两层膜之间依附着石墨烯材料。一张IPAD大小的薄膜能通电后能在30秒内加热到100℃,10到20张这样的薄膜就能替代一台2000W功率的油汀取暖器。因为膜的厚度仅仅与头发丝相仿,因此可以藏于装饰画、家具表面中。如此一来,以后家中的取暖器就可以作为一幅画挂在墙上了。

柔碳团队工程师小白介绍,薄膜上的石墨烯并不是我们传统意义上理解的,从石墨矿晶体中提炼出来的,而是通过将含碳原子的气体有机物如甲烷(CH4) 、乙炔(C2H2)等在镍、铜等金属基体上高温分解得来的。因此,纯度高,性能稳定,目前成本也下降到每千克1000元左右,许多企业已经准备使用他们的原料进行取暖设备的生产。

而其团队在地暖地板中使用的石墨烯粉体则是从石墨矿晶体中获得的,也是利用石墨烯导热性强的特点,替代传统的地暖。

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此外,目前全国最大的石墨烯应用领域——防腐涂料行业中也能看到墨西科技的身影。“将石墨烯与有机涂料按特殊配方融合后,制成防腐辅料,能够耐盐防腐,还能抵抗微生物的附着,我们国家的舰船表面、南方沿海地区的高压线塔、海岛油气储藏基地的油罐、海底线缆表面都可以涂上这种涂料,大大提高防腐性。同时该涂料的使用寿命也比传统涂料足足延长了3倍,达到3年以上。”刘兆平介绍。

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此外,加入石墨烯的汽车轮胎将更加耐磨,石墨烯材料的橡胶手套将拥有防静电功能……

2、宁波石墨烯应用产业成为全国“榜样”

除了提升传统行业,石墨烯的应用也将为新产业带来变革。”刘兆平介绍,其中最成功的应用便是中国中车宁波中车新能源科技有限公司研发的石墨烯超级电容器。

尽管该产品看起来离我们很远,但利用超级电容器作为动力来源的超级电容公交车却早已走进了宁波人的生活,目前196路、330路等多条公交线路已经使用了超级电容车型。甬字号“电车侠”还得到了世界认可,出口奥地利,驰骋在欧洲大陆。

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除了超级电容公交,在各类动力电池的研发上,都能发现宁波石墨烯产业参与的身影。吉利汽车与刘兆平团队共同创立了宁波富理电池材料科技有限公司,利用石墨烯的导电性与活性,为吉利的新能源汽车生产电池正极材料。而世界最大的负极材料供应商,杉杉新能源也正在为石墨烯负极材料的量产做准备。而宁波维科电池股份有限公司所研发的石墨烯手机电池已经实现量产,并装配了30000部手机,等待市场的最终检验。

“宁波对石墨烯材料的应用始终走在全国前列,为全国各地的产业发展树立了榜样。”中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春博士表示,“能用8年时间量产石墨烯原料,并能够实现石墨烯薄膜的规模化生产,这是一件非常不容易的事。”

据了解,墨西科技目前已经能生产20厘米宽、千米以上长度的薄膜卷材,生产速度超过每分钟1米,远远超过美国麻省理工学院团队研发的设备。而在宁波落地的石墨烯产业应用专项超过37个,涉及企业百余家,一个千亿级产业蓝图正在徐徐展开。

“我认为,接下来宁波应进一步了解市场需求,降低原料生产的成本,开发更多应用领域,并向LED显示、柔性电子等高端应用进发。”李义春说。

此外,为了更好现实石墨烯应用产业化、规模化,前天中国石墨烯产业技术创新战略联盟和中国标准化战略创新联盟、中科院宁波材料所、宁波市经信委联合召开了石墨烯标准与专利融合战略研讨会,对石墨烯企业在创新发展过程中实际的标准与专利问题进行了讨论。

与此同时,宁波石墨烯创新中心也正在积极筹备中,中心将串联科研院所、产业应用专家、企业与消费市场,为打通石墨烯应用的最后一公里提供助力。

本文来自宁波智造2025,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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