
4月24日,煙臺烯能新材料股份有限公司成功生產出第一批高品質石墨烯,標志著我市石墨烯產業發展取得重大突破。“我們將以創新驅動為先導,打造世界級石墨烯生產和應用基地,推動煙臺‘2025中國制造’產業升級。”中科院“百人計劃”學術帶頭人、煙臺烯能新材料股份有限公司董事長李恕廣向記者描繪了依托最新制備技術和低成本量產的優勢,推動石墨烯產業發展的未來前景。
開發最新制備技術實現高質量石墨烯批量生產
李恕廣介紹,自己在2010年開始關注石墨烯技術的發展,2011年組成項目研究團隊開始進行石墨烯的系統研究。
“國內生產石墨烯的企業至少有200家,但行業內參差不齊,絕大部分企業使用氧化還原法,使用強酸強氧化劑,通過化學反應生產石墨烯,。”李恕廣說,氧化還原會對石墨烯原子結構造成不可逆損害,導致產品的應用受到限制。
在制備高品質石墨烯并降低成本的道路上,李恕廣博士團隊展開了長期研究,并邁出了關鍵一步——發明了分子溶脹法與機械剝離相結合的方法制備高質量石墨烯。李恕廣介紹,這種方法是物理方法,無化學反應,常溫常壓操作,無有毒物質排放,大大減輕了環保的壓力,同時也降低了生產的成本,生產流程相對簡單,更重要的是生產的石墨烯沒有雜質,三層以下的石墨烯占產品的85%以上。“產品合成工藝簡單,原料來源廣泛,成本低廉,生產環保,可以成噸、成千噸生產,達到了低成本量化生產的水平。”
首批“煙臺造”石墨烯產于煙臺烯能生產車間
石墨烯的實際應用范圍廣泛,車體輕量化就是其中一個重要領域。由于環保和節能要求日趨嚴格,汽車輕量化已日漸成為世界汽車發展的趨勢和熱點。研究數據表明:汽車重量每減少10%,燃油消耗可降低6%—8%。
近年來,作為一種新型的超強材料,石墨烯在汽車工業領域正受到廣泛的重視。“石墨烯是目前已知最薄和最強韌的納米材料,斷裂強度是鋼材的200倍,拉伸幅度可達到自身尺寸的20%。”李恕廣介紹,2015年9月,與煙臺烯能新材料公司共享核心專利技術的美國Celtig公司初步實現石墨烯量產,成為全球首批批量產高品質石墨烯的公司。作為全球唯一的供貨商,Celtig公司為某跨國汽車公司研發的石墨烯保險杠等提供優質石墨烯材料。該種汽車保險杠,具備鋁合金的機械強度并保持塑料的柔韌性。目前,該保險杠即將投放市場。
美國公司取得的成果,不僅證明了石墨烯材料優異的特性,更顯示出石墨烯量產化后,生產企業在市場中的主導地位。今年2月下旬,煙臺烯能研發團隊進行中試,可喜的是,4月24日,首批石墨烯生產成功,經檢測,產品質量達到甚至超過美國Celtig公司的水平。
2017年底月產量將超30噸力爭三年內占據世界高品質石墨烯產量10%
作為一種技術含量極高的碳材料,石墨烯在觸控屏、半導體、光伏、鋰電池、光器件、航空、軍工、LED、激光等領域或將帶來一次革命。有分析認為,石墨烯一旦實現產業化,其產值至少在萬億以上?!∧壳?,石墨烯產業被納入國家戰略布局?!吨袊圃?025》選擇10大優勢和戰略產業實現重點突破,在首個重點領域技術路線圖中,石墨烯材料成為前沿材料的四大領域之一。此外,“十三五”新能源汽車重點專項,也將石墨烯等新材料列為重點發展領域。不久的將來,國內就將迎來“石墨烯時代”。
高品質石墨烯在國內外尚未形成產業化,且售價非常高,每克在幾百元以上,一旦石墨烯形成產業化,其價格會迅速回落,所以,誰先掌握了石墨烯的產業化研發技術,誰就先占據石墨烯的銷售市場。李恕廣介紹,目前Celtig公司的供貨量遠不能滿足美國市場需求,已經請求中方加快投產進度。“中試成功后,公司單日能生產30公斤石墨烯。今年下半年,公司將初步擴大生產規模,單流水線日產量將達到100公斤,月產量達到3噸,基本能滿足美國市場產品試投方的需求。2017年,公司將打通連續剝離工藝流程,至2017年底,月產將突破30噸。
煙臺烯能公司有自己明確的定位:擁有自主知識產權的、全球最大的高品質石墨烯供應商,在特定領域為產業界提供性能最佳的石墨烯復合材料。在烯能公司文化墻上,“力爭三年內占據世界高品質石墨烯產量10%”的字樣格外顯眼,而在“烯能人”看來,這個目標并不遙遠。“實現量產后,我們不僅要在石墨烯生產行業占據一席之地,還會努力將煙臺烯能打造成為世界石墨烯生產和大規模應用基地,為推動煙臺‘2025中國制造’產業升級做出應有的貢獻。烯能生產的石墨烯產品CICARBO將成為引發石墨烯應用市場井噴的導火索”李恕廣說。
-------------人物名片
李恕廣,煙臺市萊山區解甲莊人,1982年畢業于湖南大學化學系,1985年中國科學院大連化物所碩士畢業,1997年德國GKSS研究所博士后,從事氣體分離膜研究。1997年,作為中科院“百人計劃”學術帶頭人進入國家膜中心任主任。多年來,李恕廣博士先后取得了23項發明專利技術。自2010年以來,李恕廣開始從事石墨烯制備技術及應用領域的研究,和美國石墨烯制備權威公司田納西大學的Celtig公司深度合作,共享核心專利技術。2015年底,李恕廣博士回到煙臺,成立煙臺市烯能新材料股份有限公司,并成功試產出世界一流品質的石墨烯。
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