石墨烯+新能源：這個行業(yè)最需要“工匠精神”

    近段時間，石墨烯在新能源，尤其是儲能領域，不斷迎來技術突破，如東旭光電、華為、碳世紀先后推出石墨烯基電池。

    據(jù)東旭光電副總經(jīng)理王忠輝介紹，目前石墨烯在電池中主要有兩種作用方式，一是作為導電添加劑，石墨烯具有非常高的導電率和導熱率，一是用石墨烯包覆正極材料。

    在寧波中車新能源超級電容研究所副所長鄭超看來，石墨烯將進一步提升超級電容器的能量密度和功率密度，石墨烯基超級電容器是非常具有前景的應用材料。

    北京石墨烯研究院執(zhí)行院長魏迪介紹了用于可穿戴技術的單分子石墨烯電池、基于氧化石墨烯的打印電池、基于石墨烯墨水的電池等最新研究成果。“可穿戴能源器件的首要要求是安全性和能量密度，石墨烯優(yōu)異的物理機械性能、高導熱性、高散熱性是可穿戴能源器件的良好載體。”魏迪表示。

    在清華大學教授朱宏偉看來，石墨烯在太陽能電池、光電等領域的應用研究，盡管目前主要處于研發(fā)階段，但應用潛力巨大。“通過類比硅材料的發(fā)展史，石墨烯的發(fā)展可以從中借鑒很多經(jīng)驗，目前石墨烯在光伏、光電領域的應用與在鋰電池等領域相比還很不成熟，主要原因是由于高質(zhì)量、大面積的單層石墨烯薄膜規(guī)模化制備技術還不成熟，業(yè)界還需要努力。”朱宏偉坦言。

    基于一系列的優(yōu)異性能，使石墨烯在新能源、柔性電子、軍工等方面有很多潛在的應用。“預計可能會帶來一個千億級的產(chǎn)業(yè)，甚至可能帶來某些傳統(tǒng)領域的顛覆性事件。像美國、日本、歐盟、韓國等國都把石墨烯研究列入國家戰(zhàn)略層面。”銀基烯碳集團高級研究員于灝表示。

    產(chǎn)業(yè)化進程并不順利

    不少專家學者認為，目前整個石墨烯產(chǎn)業(yè)還處于市場培育期，尚未達到市場的快速增長期。盡管石墨烯應用到新能源，尤其是電池中，提升電池性能，但在實際中過程中，產(chǎn)業(yè)化推進并不順利。

    王忠輝表示，從產(chǎn)業(yè)化角度來看，“必須要評估石墨烯電池性能的提升到底有多大？如果電池性能只提升了5%、10%，下游企業(yè)愿不愿意去為了追求這5%、10%或者很小的提升而去嘗試用石墨烯？反之，如果石墨烯對電池性能的突破是顛覆性的，那么下游企業(yè)的積極性肯定會非常高。所以，性能提升多少是一個非常重要的原因，技術的突破上還需要做大量的工作。”

    “在商言商”，成本問題也是一大掣肘，尤其是商業(yè)化應用，涉及到價格就會非常謹慎。此外，新材料的導入，需要下游應用市場做出相應的調(diào)整，比如有的工藝、設備是不是和新的材料相匹配？需不需要為了材料的應用進行改造？

    中國航發(fā)北京航空材料研究院高級工程師燕紹九認為，任何一個成熟的產(chǎn)品都要經(jīng)歷一個過程，首先有材料、有工藝、再有裝備、最終才能形成產(chǎn)品，產(chǎn)品到商品還有一大步。“整個產(chǎn)業(yè)化的過程當中，事實上面臨很多的問題，需要一一去破解。”

    “石墨烯進入產(chǎn)業(yè)鏈下游，要以企業(yè)為導向，以應用產(chǎn)品為導向，下游應用企業(yè)可以牽頭做一些標準，以更好地推動石墨烯的應用產(chǎn)業(yè)化。”寧波中車新能源超級電容研究所副所長鄭超直言。

    行業(yè)發(fā)展尚需切實努力

    近年來，國家對石墨烯的重視也在不斷加碼、政策利好不斷。在《中國制造2025》重點領域技術路線圖中提到，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)未來總體目標是“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億。”

    近日，工信部部長苗圩也表示，“十三五”期間工信部將聯(lián)合有關部門，大力推進新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料和新材料著手，解決共性、核心問題，并大力鼓勵新材料市場應用。

    在專家們看來，雖然石墨烯在新型儲能材料上具有獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，在新能源領域應用前景廣闊，但目前仍處于初級階段，應循序漸進、腳踏實地予以推進，不應急于求成。

    中國科學院院士、中關村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長劉忠范強調(diào)，石墨烯的應用研究剛剛走出實驗室，仍處于產(chǎn)業(yè)化的前夜，至多屬于起步階段。這個行業(yè)需要耐心，需要堅持，需要踏踏實實努力，石墨烯領域最需“工匠精神”。

    “石墨烯在新能源領域有很大的機遇，但是也同樣面臨很大的挑戰(zhàn)，石墨烯行業(yè)目前最重要的是要避免跟風炒作，踏實埋頭苦干。” 中科院國家納米中心研究員智林杰也表達了同樣的看法。

    有報道稱，石墨烯充一次電，能跑上百公里。鄭超認為，這是過度的宣傳，石墨烯是很好的儲能材料，但是不要夸大其作用，要一步一步慢慢地推進。“這個過程不是一蹴而就的，需要上下游產(chǎn)業(yè)一起，下游企業(yè)制定一些標準和要求，上游進行改進，形成一個很好的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，踏踏實實進步，共同推動發(fā)展。”<