石墨烯七大杀手锏应用之——石墨烯采暖

石墨烯是一种优秀的导电导热纳米材料，导热系数高达5300 W/m·K，石墨烯还具有很强的红外发射能力，当有电流通过时，产生的热量大部分可以转化为6-15μm的远红外线，瞬间加热周围人体和环境，带来午后斜阳般的温暖舒适。

2015年11月30日，工信部、发改委、科技部联合印发《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》。意见指出，要把石墨烯产业打造成先导产业，到2018年，实现石墨烯材料稳定生产；到2020年，实现石墨烯材料标准化，形成若干家具有核心竞争力的石墨烯企业。

2017年5月北京石墨烯产业创新中心成立之时，提出了突破石墨烯应用材料复合化共性技术，实现现有材料升级换代，获得7个以上国际领先的石墨烯杀手锏应用。近期我们将对七大应用现状一一报道 。

石墨烯材料在通电后，内部碳原子之间的振动频率几乎在同一范围，时间越长，碳原子间的震动会变得越来越激烈，碳原子间因激烈震动而产生的能量部分转为热能，部分转为“活化性能量”使人体各部位变得更加活络。石墨烯薄膜只要3至5伏特的低电压，即由锂电池供电的工作电压，就能在3秒内利用碳原子产生的热能迅速升温，在一分钟内达到数十摄氏度。

与电热丝等其他加热材料的条状、点状发热相比，石墨烯膜是一个高度均匀的发热面。与碳纤维取暖相比，石墨烯采暖有以下优点：首先，石墨烯是超导热料，它导热快，所以发热速度也快；其次，石墨烯发热释放8-15µm的远红外光波，这个波段的光波与人体内细胞分子的振动频率最为接近，被称为“生命光波”，而碳纤维释放出来的远红外线非常不稳定；最后，石墨烯的耐用性更好，虽然它们都是碳，但石墨烯的碳原子更稳定。

近年来频频来袭的雾霾，改进能源消费方式、治理大气污染已成为国策。在巨大环保压力下，北方各省份政府积极推进清洁采暖，催生出巨大的“煤改电”市场。经测算，仅山西省农村散烧煤取暖涉及人口就达827万户，以每户电采暖设备安装投入3000元计，市场规模可达248亿元，北方省份“煤改电”市场规模至少千亿级。

北京绿能嘉业新能源有限公司是从事石墨烯水性碳纳米发热材料研究与应用的高新科技企业。公司拥有美国弗罗里达大学石墨烯实验室首席专家、中科院院士、北京新材料研究所所长等一批国内外石墨烯顶尖级专家组成的队伍。

绿能嘉业在石墨烯发热芯的基础上研发生产了数十款产品，包括“家居供暖、工程取暖、个人健康”三大部分。“家居供暖”中的电暖画、电热屏风等产品；“工程取暖”中的地暖膜、发热地板、暖金刚等设备；“个人健康”部分有暖足宝、护眼器。

杭州白熊科技有限公司位于浙江杭州，旗下“熊爸爸”品牌是中国石墨烯家居应用领域领军品牌，是一家研发、生产、销售互联网+智能取暖设备的企业。白熊科技开发出了的产品有地暖产品系列（熊爸爸发热地板&熊爸爸地热膜）、墙暖产品系列（熊爸爸健康画&熊爸爸发热墙纸）、家居产品系列（熊爸爸卫浴镜&熊爸爸爬爬垫）、分时智能产品（熊爸爸温控器）和大健康小产品（熊爸爸暖宫宝）等等。

庄信科技以目前市场需求最大的健康供暖系统、室内环境治理为市场切入点，为用户打造最佳的室内健康整体输出方案，完善的售前、售中、售后服务。庄信健康科技在健康供暖系统，有石墨烯小太阳暖屋板、制热地板等产品，安全无害又健康省电。

北京吉泰亿阳科技有限公司是一家由美国留学归国博士创办，专注于石墨烯应用技术开发的高科技公司。在8月份中国上海墙纸布艺窗帘暨家居软装饰展览会上全新推出了“黑体”品牌——拼接式石墨烯智能加热片，以极高的红外转化率、优异的加热效果、便捷的安装和拼接方式，赢得了参展观众的普遍好评，被认为是未来功能墙纸的重要发展方向之一。此外，“暖腿神器”——石墨烯智能加热膜也以其灵活多样的使用场景、高效率的红外加热方式，和亲民的价格，受到与会观众的追捧。

江苏科暖热能科技有限公司，汇集顶尖石墨烯研发团队，特聘张祥成、袁晓光等知名发热材料科学家，率先致力于纳米石墨烯材料在采暖和养生方面的应用和探索。

目前科暖石墨烯供暖产品现涵盖地板供暖系列、瓷砖模块供暖系列、电暖器系列、新型蓄能供热系列等。取得了高效、节能、低碳、安全的“热能转换”突破性成果，并顺利进入民用领域，科暖也因此成为中国电地暖行业、新兴发热地板行业的“璀璨新星”。

石墨烯具有超薄、超轻、超高强度、高导电导热性、高红外转化率、结构稳定等性质，应用非常广泛，发展前景巨大，是推动战略高技术发展的关键材料，同时它也是所有散热体寿命最长、零衰减的热导纳米材料，被誉为“21世纪最具颠覆性的神奇材料”。在能源、环境、采暖等领域有了长足的发展。尤其是从2016年起，石墨烯在“煤改电”大战略中的作用和地位，得到了产业界和专家们的认可，开始出现爆发式增长趋势。

本文来源：北京科学技术情报研究所，作者：崔银芳、刘宇