长春新区年产50吨石墨烯及石墨烯导热膜项目

本项目年计划制备50吨石墨烯,利用50吨石墨烯生产石墨烯导热膜。预计生产100万平方米石墨烯导热膜。

1项目简介

1.1 项目背景

1.1.1 产品简介

石墨烯(Graphene),由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体,其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,晶体薄膜的厚度仅为0.335nm,是目前最理想的二维纳米材料。

石墨烯具有大的比表面积,优异的电学性能,极好的结晶性,出色的化学稳定性和热力学稳定性。石墨烯的理论比表面积高达2600m2/g,可比拟甚至超越碳纳米管的比表面积;稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性,石墨烯中电子是没有质量的,而且是以恒定的速率移动,它是一种零带隙半导体材料,具有远比硅高的载流子迁移率,并且从理论上说,它的电子迁移率和空穴迁移率两者相等,因此其n型场效应和p型场效应是对称的,电子迁移率可达15000cm2/(V·s),其甚至还表现出了异常的整数量子霍尔行为;其具有突出的导热性能(3000w/(m·K))和力学性能(1060GPa)也尤为突出。

石墨烯被广泛应用于众多的研究领域,如微电子学(电子器件、微芯片等)、光电显示(电脑、手机显示屏等)、能源技术(电池材料、电容器等)、化学传感(化学传感、生物传感等)、航空航天(耐高温、耐摩擦、力学)、军事工程(防腐、耐磨、润滑等)等。

1.1.2 市场前景

(1)国内石墨烯研究领域现状

我国在这一领域起步较早,并同时在研发和应用两个方面给予极大的重视。在科研领域,我国每年都会有关于石墨烯的高档次的研究工作发表,无论在可控生长,大单晶制备,低成本制备方法,光电应用,触摸屏,防弹、电磁屏蔽等领域的应用研究都处于国际领先地位。特别是今年中国在石墨烯单晶和薄膜材料制备方面取得了两个振奋人心的成果,一个是中科院上海微系统与信息技术研究所谢晓明团队实现了1.5英寸石墨烯单晶的制备,这让我们向石墨烯芯片时代又迈进了一大步,在单晶制备这一领域我国已经超过了英国和美国;另一方面是宁波材料所实现了千米级石墨烯薄膜的制备,在石墨烯薄膜领域一直是韩国技术领先并最早实现了大尺寸的制备(2010年,21英寸),但是这项技术一直无法再触摸屏和柔性显示领域得到广泛的应用主要是因其高成本,相对于ITO缺少竞争力(100元/m2),而这一技术的实现可将价格控制在50元/m2,极有可能在今明两年内走向市场,冲破日本和韩国在高品质ITO领域的技术垄断,提前进入柔性触摸屏时代。

(2)国内石墨烯应用领域现状

石墨烯的生成和应用领域,中国企业也一直走在世界前列,早在2010年就有企业(深圳贝特瑞)公布说实现工业化生产,同时从2013年末中国的石墨烯产业园也相继在某些省市建立,成都,苏州,常州,天津,北京;不仅如此青岛国际石墨烯创新中心、常州石墨烯科技产业园、宁波石墨烯应用示范基地、深圳石墨烯应用技术研究院、无锡石墨烯产业发展示范区共同组建了国家石墨烯创新示范基地。

石墨烯技术和应用的发展一直受到国家的支持和关注,尤其今年的投入进一步加大,石墨烯被列入十三五新材料规划,年末工信部、发改委、科技部三部委同时印发关于石墨烯产业创新发展的若干意见(【2015】435号)。《意见》要求,推进石墨烯产业发展关键技术创新。一要突破石墨烯材料规模化制备共性关键技术。二要加强知识产权体系建设。鼓励企业与高校、科研院所、知识产权机构等,协同开展石墨烯产业关键技术知识产权运用保护体系建设,提升专利的数量和质量,定期发布石墨烯产业专利态势,建立石墨烯知识产权运营平台,完善知识产权交易和保护机制,促进知识产权高效利用。三要搭建产业发展服务平台。依托现有资源,完善石墨烯产业发展所需公共研发、技术转化、检验检测与信息交流等平台,建立开放的石墨烯材料与器件性能参数数据库。引导石墨烯材料生产企业联合下游用户、相关科研院所,围绕石墨烯产品生产和性能评价,建立合作开发机制。

(3)石墨烯行业预测

对于整个石墨烯的市场而言,从2012年到2018年将呈现一个明显的上升趋势。2014年中国国内的石墨烯达到2240万美元,随着石墨烯的产业化应用步伐的迈进,预计到2018年全球市场规模有望达到6500万美元。

1.1.3 技术分析

(1)石墨烯制备技术

    长春应化所电分析国家重点实验室2010年在国内最先实现了批量化高品质的制备。此种膨胀插层制备石墨烯的方法有以下几个优点:

    ①与最常见的氧化石墨烯还原的方法相比较,本方法制备的石墨烯纯度高(不含其他修饰于石墨烯表面的还原剂),含氧量极低,晶格缺陷少,表面积大,剥离效果好(主要分布在3-6层),导电性高,石墨所特有的电学和机械性能都没有影响。

②产量高,耗时短。同机械剥离的办法相比,不需要反复的球磨、长时间超声、水洗处理,更不需要差数分离的办法。本方法是通过化学反应的办法来剥离石墨,这反应的过程非常的快,1-5g石墨仅需要几分钟就可以剥离开,然后捞取,再经过水洗处理,就可以很快地分离。

③能耗低。不需要反复的长时间的球磨或超声,耗费大量的电力。也不同于热剥离的办法,需要在1000摄氏度下惰性气体和还原气体剥离,消耗大量的能源。

④成本低。所用到的一切原料都是工业产品,价格都很低,很适合工业生产。

⑤操作简单。仅仅需要化学反应剥离和捞取水洗两个过程。制备条件不像CVD办法那么苛刻、复杂。

   (2)石墨烯用于散热领域的导热薄膜材料

    石墨烯是现有材料中导热最高的材料,粉体石墨烯在此领域发展空间广阔,由于其原料来自于鳞片石墨,同时又具备高导热性,能够同时兼顾成本与性能。高品质石墨烯非常适合应用于本领域,这种具有金属光泽的石墨烯薄膜由于其高度的趋向化,导热值是传统柔性石墨纸的2倍。水平导热系数为975.522W/mk;垂直导热系数为5.02W/mk;拉伸强度为11.15mpa(最高34.8℃)。而且这种材料是国内其他研究机构和公司实现不了的,因为大部分公司与机构主要制备氧化石墨烯和极小片层尺寸的石墨烯材料,一般无法成膜,或是成膜后导热性差。

1.1.4 项目建设的有利条件

(1)政策条件

石墨烯被列入十三五新材料规划,工信部、发改委、科技部三部委同时印发关于石墨烯产业创新发展的若干意见(【2015】435号)。《意见》要求,推进石墨烯产业发展关键技术创新。一要突破石墨烯材料规模化制备共性关键技术。二要加强知识产权体系建设。三要搭建产业发展服务平台。

长春新区自建区以来,颁布了《促进战略新兴产业发展的若干政策》、《促进科技创新发展的若干政策》、《加快高层次人才集聚的若干政策》、《支持长春新区创新发展的若干政策》等一系列政策。

(2)技术优势

与最常见的氧化石墨烯还原的方法相比较,本方法制备的石墨烯纯度高(不含其他修饰于石墨烯表面的还原剂),含氧量极低,晶格缺陷少,表面积大,剥离效果好(主要分布在3-6层),导电性高,石墨所特有的电学和机械性能都没有影响。产量高,耗时短,能耗低,成本低,操作简单。

(3)人才优势

 长春应化所现有职工917人,其中中国科学院院士7人、发展中国家科学院院士4人、研究员133人,国家千人计划、万人计划、国家百千万人才工程、国家杰出青年科学基金、中国科学院“百人计划”获得者分别为4人、2人、8人、30人和45人,有4个研究团队入选国家基金委创新研究群体、1个研究团队入选中科院和国家外专局国际合作伙伴计划。

(4)区位优势明显

本项目建设地点位于长春高新开发区,隶属于长春新区,区位交通优势十分明显。长春新区位于长吉图开发开放先导区核心腹地和我国东北地区地理中心,是哈(尔滨)大(连)经济带和中蒙俄经济走廊的重要节点。区内龙嘉国际机场是国家干线机场,京哈、珲乌等高速公路交汇于此,京哈、哈大高速等铁路干道贯通全域,开通了长满欧国际铁路货运班列,初步形成海陆空立体化交通网络,与东北其他地区、京津冀及东北亚周边国家人员货物往来便利。新区依托龙嘉国际机场和铁路综合货场建设,正在打造国际空港和国际内陆港“两大港口”,构建向西、向北、向南“三大通道”,融入世界经济发展大格局。

(5)产业发展优势

长春新区围绕构建以先进制造业、现代农业、现代服务业为重点的创新型产业体系,坚持四大开发区协调联动发展,初步形成重点突出、各具特色的产业发展布局:空港开发区重点发展物流业、金融业、休闲旅游、健康养老等现代服务业以及临空先进制造业,打造成为东北地区临空经济与对外开放的先导区。北湖开发区重点发展高端装备、光电智能、生物医药、精优食品、新材料新能源,推进东北亚国际内陆港建设,打造面向东北亚的国际内陆港口,整体建设成为战略性新兴产业引领区。长德开发区重点发展健康产业、精优食品、战略性新兴产业和工程机械等产业,打造成为宜居宜业的新城区;高新区重点发展高新技术产业和高端服务业,打造成为高新技术产业与高端服务功能集聚区。长春新区的产业布局和产业发展,为项目提供了良好的产业支撑。

1.2 项目建设内容及规模

本项目年计划制备50吨石墨烯,利用50吨石墨烯生产石墨烯导热膜。

预计生产100万平方米石墨烯导热膜。

1.3 项目总投资及资金筹措

表1:             项目总投资汇总一览表            单位:万元

序号 费用名称 投资额 占总投资的比例% 备注
1 建设投资 17000 85  
2 建设期利息      
3 流动资金 3000 15  
  项目总投资(1+2+3) 20000 100  

1.4财务分析及社会评价

1.4.1主要财务指标

表2:           主要财务效益预测指标一览表

序号 名称 单位 指标 备注
1 销售收入 万元/a 12000 正常年
2 利润总额 万元/a 7500 正常年
3 全部投资财务内部收益率 % 25 所得税后
4 财务净现值(Ic=10%) 万元 13179 所得税后

(运营期10年)

5全部投资回收期(税后)a4包括建设期1年
6投资利润率%32所得税后

说明:表中“万元”均为人民币

1.4.2 社会评价

本项目建设充分支持国家发展产业结构调整,进一步加速东北老工业基地改造的步伐,加速吉林省高新技术产业快速发展,促进吉林省经济发展壮大,增加地区经济总量,增加就业岗位,减轻社会就业压力。同时项目建成后对振兴东北老工业基地的建设有突出贡献。

1.5 项目合作方式

合资、合作。

1.6 需外方投资方式

资金,其它方式可面谈。

1.7 项目建设地点

长春高新技术产业开发区。

1.8 项目进展情况

项目建议书已完成。

2合作方简介

2.1 基本情况

名    称:长春高新技术产业开发区

地    址:长春高新技术产业开发区

法人代表:

2.2 概况

长春新区是2016年2月3日由国务院批复设立的第17个国家级新区,紧邻长春市主城区,主体位于长春市东北侧,批复面积约499平方公里,管辖范围包括长春高新技术产业开发区、长春北湖科技开发区、长春空港经济开发区、长德经济开发区四个区域。

国家批复的《长春新区总体方案》,明确了新区的战略定位、功能布局、重点任务和发展目标。战略定位是:打造创新经济发展示范区、新一轮东北振兴重要引擎、图们江区域合作开发重要平台和体制机制改革先行区。功能布局是:构建“两轴、三中心、四基地”,“两轴”即哈长战略性新兴产业发展轴、长吉高端服务业发展轴;“三中心”即科技创新中心、国际物流中心、国际交流与合作中心;“四基地”即高技术产业基地、先进制造产业基地、临空经济产业基地、健康养老产业基地。战略任务是:提升创新创业水平,增强内生发展动力;大力发展创新型产业体系,加快培育先进装备制造、现代服务业和现代农业三大主导产业;建设绿色智慧新城区,提升城市现代化、国际化水平;推动长吉图联动发展,加快长吉图一体化进程;主动融入和服务“一带一路”建设,加快打造“丝绸之路”北线的新平台、新门户和新通道,实现新区向国际自贸区过渡。发展目标是:争取到2020年,新区立体化交通网络基本建成,陆海联运的对外物流通道初步畅通,公共服务设施日益完善,改革创新和开放合作取得重大突破,创新驱动能力明显提高,创新型现代产业体系基本建立。

长春国家高新技术产业开发区是1991年经国务院批准建立的首批国家级高新区之一,近几年综合经济指标评价始终位居全国56个国家级高新区前列。2016年2月长春高新区归属长春新区,重点发展一基地、五园区,即高新技术产业基地;创意与软件产业园、动漫产业园、光机电产业园、医药产业园、汽车及零部件产业园,积极发展汽车产业、光电信息、生物医药、文化创意、城市服务等产业。

总体定位是传统产业升级、开发区职能转型的示范区——传统产业向战略性新兴产业升级、工业产业为主的开发区向综合城区转型;长春市西南部生态宜居的综合性新城区——长春市西南部重要门户、职居平衡的综合城区。在空间布局上打造一基地、五园区,一基地——高新技术产业基地;五园区——创意与软件产业园、动漫产业园、光机电产业园、医药产业园、汽车及零部件产业园。积极发展汽车产业、光电信息、生物医药、文化创意、城市服务等产业。全面完善城市功能配套,提高公共服务设施配套水平,完善城市基础设施建设,加快现代化智能城市轨道建设,加强城市绿色公园建设,构建便捷的涵盖教育培训、医疗机构、商购中心、银行网点、高端社区等配套在内的生活网络,全面提升城市综合服务能力,逐步加强环境改善工作,打造功能完善、宜商宜游、宜居宜业的现代化新城。

长春高新技术产业开发区规划至2020年城市建设用地规模43平方公里,可承载人口规模 40 万人;至 2030 年城市建设用地规模 47.85 平方公里,可承载人口规模 50 万人。

2.3 联系方式:

邮政编码:130012

联 系 人:刘晓东

电    话:0431—87019078

传    真:0431—85542530

电子邮箱:11182837@qq.com

项目所在市(州)联系方式:

联系单位:长春市经济技术合作局

联 系 人:薄占林

联系电话:0431-82763933  82765252

传    真:0431-82763933

电子邮箱:cc82763933@163.com

市州网址:http://www.ccmbc.com/

本文来自吉林省经济技术合作局,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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