国家石墨烯创新中心落户宁波 从“材料之王”到“工业主角” 石墨烯产业化,怎样走才对路

“如何解决产业化的难题,便是国家石墨烯创新中心需要挑起的重任之一。”宁波石墨烯创新中心有限公司董事长刘兆平告诉记者,随着国家石墨烯创新中心的落地,该中心正整合资源,加快与国家高端智能化家用电器创新中心、国家增材制造创新中心、国家轻量化材料成型技术及装备创造中心的对接,全力推动石墨烯向智能家电、汽车轻量化等领域拓展。

国家石墨烯创新中心落户宁波  从“材料之王”到“工业主角” 石墨烯产业化,怎样走才对路

位于镇海的全球首条大宽幅石墨烯薄膜生产线。(严龙 摄)

记者 殷聪

“目前,国内不少石墨烯企业更关注具体应用,关注能挣快钱的产品。但这些未必是未来石墨烯发展的重点方向。”日前,在宁波市“甬数未来”系列论坛之石墨烯产业发展沙龙上,中国石墨烯产业技术创新中心战略联盟秘书长胡振鹏直言不讳,抛出了国内石墨烯产业化存在的主要问题。

被誉为“材料之王”的石墨烯,是迄今自然界厚度最小、硬度最高、导热导电性能最好的新材料。目前,石墨烯已在智能穿戴、新能源电池、电子元器件等多个领域推广试用。

材料虽好,但石墨烯仍存在研发成本高、难以大量产业化等问题。要从“材料之王”变为“工业主角”,石墨烯显然还有很长的路要走。

去年,率先在国内布局石墨烯产业的宁波,成功挑起攻克产业共性问题、突破新产品核心技术制备技术瓶颈、加快石墨烯产业化的重任。

随着宁波石墨烯创新中心有限公司获工信部批复,同意组建国家石墨烯创新中心,宁波正试图扛起石墨烯产业高质量发展的大旗,让越来越多的石墨烯产品快速走进人们的生活。

“如何解决产业化的难题,便是国家石墨烯创新中心需要挑起的重任之一。”宁波石墨烯创新中心有限公司董事长刘兆平告诉记者,随着国家石墨烯创新中心的落地,该中心正整合资源,加快与国家高端智能化家用电器创新中心、国家增材制造创新中心、国家轻量化材料成型技术及装备创造中心的对接,全力推动石墨烯向智能家电、汽车轻量化等领域拓展。

“这个是防护镜,镜面上就是我们的石墨烯薄膜材料,通过加热,可以有效减少雾气的产生。”刘兆平介绍,不单单是防护镜,现在宁波孵化的柔碳科技可定制多种石墨烯加热膜。目前,该产品已在大健康、“煤改电”采暖设备和食品加工等领域广泛应用。

不光是柔碳科技,宁波烯铝新能源有限公司成功攻克了石墨烯复合催化剂、石墨烯基空气阴极关键技术,其开发的石墨烯铝燃料电池技术,让铝燃料电池的功率密度提升了25%以上。

“目前,我们已开发出多款具有国际领先水平的多功率梯度的铝燃料电源,并已进行规模化生产及销售。”烯铝新能源生产部经理李祥飞告诉记者,以近期出口日本的1000瓦应急备用电源为例,该产品将广泛应用于应急备用及灾害救援等领域,总订单量已超百台。

目前,宁波已在锂离子电池、超级电容器、防腐材料、改性塑料/橡胶和柔性电子等多个领域,形成了一系列具有重要产业化背景的石墨烯应用技术成果,申请发明专利数百项,为发展石墨烯产业提供了源源不断的动力。

“放眼全国,目前真正体现石墨烯特性的应用仍然较少。”胡振鹏说,不仅如此,国内石墨烯企业仍以初创型的中小微企业为主,缺乏龙头企业,特别是下游龙头企业的参与,多种因素导致石墨烯产品难以得到市场的认可。

而国外的发展路线完全不同,在美国,福特从2019年起便在其旗下野马、F-150、Mach-E等车型中使用含有石墨烯增强成分的复合材料。目前已生产超过500万辆石墨烯增强型汽车。

在韩国,三星集团投入研发力量,保证了其在石墨烯柔性显示、触摸屏及芯片等领域的国际领先地位。

在日本,石墨烯的应用也以东芝集团、积水化学、三菱、松下和索尼等龙头企业为主,涉及领域包括碳纳米管、传感器、智能开关、透明导电膜、光电转换元件等。

多位业界专家表示,随着国家石墨烯创新中心的建立,宁波需要承担起更多的国家使命。通过发挥石墨烯材料的独特性能,国家石墨烯创新中心应建立协同创新联合体,形成创新合力,加快与传统产业结合,推动一批“石墨烯+”应用的落地。

针对关键共性技术供给不足、单个创新主体较弱、低端化同质化竞争相对严重、创新生态体系尚不健全等问题,国家石墨烯创新中心也需要贡献更多力量。专家表示,宁波不仅要牵头加强石墨烯材料的研发,还要突出石墨烯材料的独特性,而不是仅仅替代现有的成熟材料。

例如石墨烯在空气净化器领域的应用,就要从成本、安全性、效果等方面与活性炭相比较,要考虑如何将石墨烯独特的优势最大化发挥出来。

与此同时,宁波也应抢抓国家石墨烯创新中心落地的机遇,加快出台石墨烯产业发展的相关规划与政策,撬动石墨烯产业的高质量发展。

显然,宁波石墨烯的产业化之路依旧任重而道远。

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