石墨烯在電力工業(yè)中具有巨大的應(yīng)用潛力
石墨烯在電力工業(yè)中具有巨大的應(yīng)用潛力
目前，一種具有超薄、超輕、超高強(qiáng)度、超導(dǎo)電性、室溫導(dǎo)熱性和優(yōu)良透光性的新型納米材料正迅速流行起來。它被稱為新材料之王，據(jù)預(yù)測它將徹底改變21世紀(jì)，引發(fā)一場顛覆性新技術(shù)的新工業(yè)革命席卷世界。目前，它的戰(zhàn)爭已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了，引起了各種資本的監(jiān)視和進(jìn)入。它是石墨烯。
有數(shù)據(jù)表明，我國一直處于石墨烯工業(yè)化的前沿，是石墨烯研究、應(yīng)用和開發(fā)最活躍的國家之一，目前，我國已涌現(xiàn)出一大批石墨烯相關(guān)企業(yè)。工業(yè)方向主要集中在石墨烯的制備和儲能、觸摸屏和涂層應(yīng)用上，在這方面，工業(yè)界普遍認(rèn)為，能源技術(shù)是石墨烯的主要應(yīng)用之一，因此，除了對石墨烯的概念和成熟度存在爭議和懷疑外，還有哪些潛在的應(yīng)用價(jià)值。Ue該材料是否具有電力技術(shù)和設(shè)備關(guān)于這一問題，記者采訪了掌握了單層碳原子宏觀制備技術(shù)的北京碳世紀(jì)科技有限公司（以下簡稱碳世紀(jì)），實(shí)現(xiàn)了其準(zhǔn)工業(yè)生產(chǎn)，并從石墨烯中獲利。
石墨烯超級電容器和石墨烯電池是眾所周知的概念。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，石墨烯超級電容器和石墨烯電池的性能提高了10%~20%，這是石墨烯在儲能領(lǐng)域最典型的應(yīng)用，要準(zhǔn)確認(rèn)識這些應(yīng)用，首先必須從技術(shù)層面闡明其概念，碳世紀(jì)產(chǎn)品總監(jiān)徐婷解釋說，例如，石墨烯超級電容器應(yīng)該準(zhǔn)確地稱為石墨烯修改超級電容器。
電極材料是超級電容器和電池的核心，對于一類以活性炭為電極材料的超級電容器，石墨烯對活性炭進(jìn)行改性后，其儲能能力將提高10%~20%。活性炭改性后的產(chǎn)品稱為石墨烯超級電容器，徐婷介紹，石墨烯僅作為該產(chǎn)品的輔助材料，改變了活性炭作為電極材料的儲電性能，應(yīng)稱為石墨烯改性超級電容器。準(zhǔn)確地說，同樣，由石墨烯改性的電極材料制成的電池，其性能也應(yīng)被稱為石墨烯改性電池，但石墨烯在這兩種產(chǎn)品中的作用是不同的，對于電容器產(chǎn)品，石墨烯主要增加其容量，而對于電池，石墨烯不僅增加其容量。Y，但也增加了4-5倍的循環(huán)壽命。徐婷進(jìn)一步介紹，可以簡單地理解，理論上越多的石墨烯材料被摻雜到電極材料中，性能就越好。雖然它不符合科學(xué)語言，但也可以理解為是這樣。然而，他指出超級電容器和電池的制造工藝非常復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中還存在許多問題需要解決。好的材料可能無法生產(chǎn)出好的產(chǎn)品。
材料與技術(shù)總是共存的，石墨烯產(chǎn)品的效率隨石墨烯材料與電極材料的混合比例和加工工藝的不同而變化，徐婷表示，石墨烯在改善電池性能方面潛力無限，但具體的改進(jìn)與石墨烯的制造工藝密切相關(guān)。國內(nèi)有許多生產(chǎn)超級電容器和電池的廠家，但在電極材料中添加石墨烯是困難的，原來料加工生產(chǎn)工藝不能滿足石墨烯產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，徐婷認(rèn)為自主創(chuàng)新研發(fā)。石墨烯應(yīng)用工藝的開發(fā)是我國電池和電容器產(chǎn)業(yè)升級亟待解決的難題。
這個備受追捧的新材料之王在電力領(lǐng)域的潛在應(yīng)用是什么對于記者提出的這個問題，徐婷回答說，石墨烯作為一種基礎(chǔ)材料，在整個基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域有著巨大的用途。它可以實(shí)現(xiàn)許多功能，只是取決于與電有關(guān)的是什么，而不是尋找在電領(lǐng)域可以使用的方面。這是一個完全不同的概念。
可以說，石墨烯在發(fā)電、輸電和儲存方面具有巨大的潛力。徐婷說，實(shí)驗(yàn)證明，石墨烯可以提高強(qiáng)度、抗張性、抗撕裂性，可以與機(jī)油、木炭等混合使用，其中石墨烯改性油可以顯著改善其潤滑性能。這種潤滑油已應(yīng)用于私家車和大型卡車上，也是活塞原理，由此推斷，它能否用于減少發(fā)電設(shè)備的摩擦，提高設(shè)備的使用壽命理論上沒有問題，但需要實(shí)際試驗(yàn)證明，他還說，目前我國火電較多，廢氣和廢水需要處理。在這方面，石墨烯也可以考慮改善廢物的轉(zhuǎn)化性能。
事實(shí)上，石墨烯在學(xué)術(shù)上并不十分先進(jìn)，但很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、大規(guī)模生產(chǎn)和盈利。許多人已經(jīng)嘗試將石墨烯與其他材料混合，但實(shí)際上只有極少數(shù)材料實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。以石墨烯超級電容器和電池為例技術(shù)比較成熟，實(shí)際應(yīng)用也很少，目前石墨烯的應(yīng)用還處于起步階段，客戶對其產(chǎn)品仍有疑問，需要進(jìn)一步指導(dǎo)客戶的檢測和使用，擴(kuò)大推廣力度，徐婷指出，隨著產(chǎn)品的進(jìn)口，石墨烯的應(yīng)用越來越重要。但同時(shí)，他指出，對于石墨烯的推廣應(yīng)用，最大的問題是國內(nèi)缺乏自主創(chuàng)新的理念和能力。而TIC企業(yè)則對其應(yīng)用開發(fā)持觀望態(tài)度，不敢或不愿成為吃螃蟹的第一人。
就目前的石墨烯材料而言，可以說該行業(yè)還不成熟，還有炒作的概念。具體地說，對石墨烯概念的炒作包括對各種石墨烯可能應(yīng)用的炒作，以及所謂的雙層和多層石墨烯。在這方面，碳世紀(jì)已經(jīng)重現(xiàn)。Y強(qiáng)調(diào)并堅(jiān)持認(rèn)為單層碳原子是石墨烯，單層碳原子不是石墨烯，事實(shí)上，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界一致認(rèn)為石墨烯是單層碳原子結(jié)構(gòu)。正如一位英國大學(xué)教授所說，石墨烯加上一層是石墨，沒有一層就什么都沒有。事實(shí)上，單層的概念可以通過定義來證實(shí)，石墨烯是一種二維晶體，由只有一層原子厚度的碳原子組成。盡管沒有國際標(biāo)準(zhǔn)石墨烯在世界上，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在相關(guān)的碳納米技術(shù)規(guī)范中將石墨烯明確定義為單層碳原子。碳世紀(jì)認(rèn)為石墨烯的概念沒有爭議的空間。目前，關(guān)于雙層和多層石墨烯的炒作是基于商業(yè)利益的。一方面，只有少數(shù)企業(yè)能夠生產(chǎn)出真正的石墨烯（單層碳原子），另一方面，這是為了滿足資本炒作的需要。
定義正確的概念是非常重要的。因?yàn)楦拍畛醋饕呀?jīng)傷害到下游用戶。徐婷說，由于對石墨烯的概念缺乏正確的理解，所以使用所謂的雙層和多層石墨烯（事實(shí)上，很少有研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)能夠生產(chǎn)出碳?xì)郑Ｎ鍖右韵碌奶荚樱粌H達(dá)不到預(yù)期效果，而且造成事故，讓用戶對石墨烯失去信心。這種炒作最終會傷害到整個石墨烯應(yīng)用行業(yè)。在這方面，行業(yè)專家也呼吁利用當(dāng)前國家的新支持政策，無論是科學(xué)研究人員或資本，應(yīng)腳踏實(shí)地做好產(chǎn)品工作，以利于整個行業(yè)的發(fā)展。
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