“新材料之王”石墨烯将引领新产业革命
发布时间：2020/9/19
在日前结束的第四届中国国际新材料博览会上，石墨尤其是石墨深加工产品——石墨烯新材料成为最大热点和亮点。作为全国首个石墨产业联盟组织，“中国石墨产业发展联盟”同时成立，标志着我国石墨产业步入发展新阶段。
新材料中的“黑金”
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
石墨不仅是一种重要的非金属矿产品，更是一种极为重要的战略资源。石墨及其制品广泛应用于冶金、机械、核能、武器以及节能环保、电子信息、高端装备等领域，各国政府都很重视石墨资源的保护、开发和利用。“特别是随着近年来石墨烯新材料的研发和产业化应用的突破，石墨作为一种战略资源的重要性更加凸显。”工信部副部长辛国斌在中国石墨产业发展联盟成立大会上表示。
我国天然石墨资源储量丰富，经过多年发展，目前已成为世界最大的石墨生产、出口和消费国。国家非常重视石墨烯产业的发展。“中国制造2025”提出，高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料的提前布局和研制。去年11月，工信部联合国家发展改革委、科技部出台了《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》。
业内人士认为，在全球新一轮产业升级和科技革命的大背景下，世界各国对石墨产业的重视程度越来越高，中国作为石墨资源大国，加快石墨产业的发展和产业化应用已是大势所趋。
大规模产业化值得期待“石墨烯主要以石墨烯粉体及石墨烯薄膜两种形式存在。”中国非金属矿工业协会石墨专委会副秘书长刘荣华介绍说，石墨烯粉体通过天然石墨制备，应用于新材料领域和能源领域。新材料领域包括防腐涂料、散热材料、电学材料和功能增强材料等；能源领域包括超级电容器和锂离子电池。石墨烯薄膜通过甲烷制备，应用于电子领域、环境领域和医药领域等。电子领域包括触控屏、电子元器件、传感器材料和燃料电池材料等；环境领域包括金属污染土壤修复、重金属污染治理、海水淡化和雾霾预警等；医药领域包括靶向药物输送和催化载体等。
刘荣华认为，石墨烯处于产业化突破前的黎明期，在复合材料、锂离子电池正极材料以及电子触摸屏领域最有希望率先产业化。“长期来看，石墨烯想象空间最大的应用领域是替代硅，成为下一代超高频率晶体管基础材料，应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。”
由于具有超强特性，石墨烯将给各个领域带来令人惊奇的巨大变化。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会提高数百倍，这项应用在未来的数据中心、智慧城市等建设中，可发挥作用的空间不可限量；石墨烯电子显示屏，不仅更薄、透光性更好，还更有韧性和柔性，不容易破损，甚至还能够卷起来；用石墨烯制造的感光元件，性能增强千倍，在昏暗的光线环境中，依然能够捕捉到较为清晰的物体影像。不难看出，石墨烯应用前景巨大、潜力无限，这正是全球各国争相布局石墨烯产业的原因。 “中国制造2025”明确了石墨烯在战略前沿材料中的关键地位，并提出到2025年，在电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料、海洋工程等用石墨烯防腐蚀涂料、柔性电子用石墨烯薄膜和光电领域用石墨烯基高性能热界面等重点领域要实现规模化应用。《意见》也提出，将石墨烯产业打造成先导产业，逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用，并提出到2020年，形成完善的石墨烯产业体系。在政策的大力支持和指引下，我国目前已经涌现出一大批石墨烯相关企业，产业方向集中在石墨烯的制备以及储能、触摸屏和涂层等应用领域。我国成为目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。数据显示，在所有国家中，中国申请的石墨烯专利数量最多，占全世界三分之一。
数据同时显示，当前我国石墨烯加工成本已降至2011年的十分之一，优良率和一致性也有了很大提升，下游应用大规模放量在即。业内认为，随着石墨烯手机、石墨烯电池等应用逐渐走向成熟，石墨烯大规模产业化值得期待。
联盟助力产业由大变强
尽管经过多年推进石墨资源开发和深加工，我国石墨产业取得长足进步，石墨烯产业应用也有一定突破；但和发达国家相比，我国石墨产业还存在资源利用率低、深加工水平不高、技术创新能力不足和产业链条短等问题。“石墨资源优势没有发展成产业优势和经济优势，大而不强的问题亟待破解。”辛国斌说。
辛国斌表示，希望以此为契机，推动中国石墨产业加快转型升级、实现由大变强；要依托资源和市场优势，瞄准石墨烯等革命性的前沿材料，坚持需求牵引与创新驱动相结合，围绕产业链构建创新链，加强行业共性关键技术研发和推广应用，着力补短板、调结构。
辛国斌希望中国石墨产业发展联盟发挥好平台作用，加强石墨相关信息和数据的收集、分析及发布完善标准体系，积极向政府提出好的政策建议，引导企业加强自律，营造公平的市场竞争环境；同时要推动国际间的合作与交流，增强国际话语权，面向国家重大需求，组织产、学、研、用联合攻关、技术创新，着力完善石墨全产业链。
中国石墨产业发展联盟由黑龙江省工信委组织筹建。作为中国储量最多、产能规模占全国70%的石墨大省，黑龙江正致力于把石墨产业打造成新的支柱产业，建成全国乃至世界重要的石墨生产加工基地。为此，黑龙江出台了《石墨烯产业三年专项行动计划（2016—2018年）》，提出到2018年，培育10个创新团队，培育和支持10家具有一定规模的石墨烯高新技术企业，组建黑龙江省石墨烯协同创新中心，建立石墨烯产品首批次应用示范风险补偿机制，力争突破石墨新材料产业前沿技术。