石墨烯产业发展现状调研
我国石墨烯产业发展现状及前景展望

我国石墨烯产业发展现状及前景展望中国石墨烯产业发展分析(一)发展形势2012年由工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,首次明确提出支持石墨烯新材料发展。
此后,我国政府各部门又出台了多项与石墨烯发展相关的法规与政策,2014年9月,我国科技部863计划纳米材料专项提出将石墨烯研发作为一个重点支持的内容,石墨烯研发正式进入到国家支持层面。
2015年11月发改委、工信部和科技部三部门联合发布《发关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,明确提出将石墨烯打造为先导产业,提出到2018年建立起石墨烯材料制备、开发、应用等关键环节良性互动的基本体系,在部分工业品和民品上率先产业化应用;到2020年形成完善的石墨烯产业体系,打造前端创新、技术应用、多领域规模化应用产业链,最终实现石墨烯材料的标准化、系列化和低成本化,并形成若干家具有核心竞争力的石墨烯企业。
在政府大力支持的背景下,随着下一阶段(2015年-2018年)石墨烯研究在制备工艺、设备、连续化生产等方面的技术突破,未来石墨烯企业有望盈利向好。
(二)论文及专利成果从石墨烯刚刚成为科研界新星时起,中国各大科研机构就已经紧跟前沿科学的脚步,涉足石墨烯研究了。
2007-2012年,中国国家自然科学基金委员会对石墨烯项目累计资助经费达到3.30亿元,科技部和中国科学院对石墨烯的累计资助经费分别达到了5915万元和4605万元。
在已公开专利数量上,截至2014年12月31日,中国专利申请已跃居世界第一位。
石墨烯中国专利的申请数量在2010年以后有了显著的增长,2013年出现爆发式增长。
中投顾问·让投资更安全经营更稳健中投顾问·让投资更安全 经营更稳健第2页 图表 2008-2014年国内外石墨烯专利申请情况数据来源:CNABS(三)竞争力状况2015年《新华(常州)石墨烯指数报告》从竞争潜力、竞争行为和竞争绩效3个维度综合评价了全球10个石墨烯产业发展较强的国家。
2024年石墨烯市场调研报告

2024年石墨烯市场调研报告1. 引言石墨烯是一种由碳原子单层构成的奇特材料,具有出色的导电性、导热性和机械强度。
近年来,石墨烯在各个领域展示出广阔的应用前景,引起了广泛的关注。
本报告旨在对石墨烯市场进行调研,了解其现状与发展趋势。
2. 石墨烯产业概况2.1 石墨烯的定义和特点石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料,具有高度的结构稳定性和化学惰性。
它的高导电性、高导热性和优异机械性能使其在诸多领域具备广泛的应用潜力。
2.2 石墨烯的制备方法目前,石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法和还原氧化石墨烯法等。
每种制备方法都有其特点和适用范围。
2.3 石墨烯的应用领域石墨烯在材料科学、电子器件、能源存储、生物医药和环境保护等领域具有广泛的应用。
例如,石墨烯可以用于制备高性能的传感器、电池、超级电容器和柔性显示屏等。
3. 石墨烯市场概况3.1 全球石墨烯市场规模和发展趋势石墨烯市场在过去几年取得了快速发展,全球市场规模逐渐扩大。
预计未来几年,石墨烯市场将持续增长,并且在诸多领域有望取得重大突破。
3.2 中国石墨烯市场现状与前景中国是石墨烯产业的重要市场,拥有庞大的潜在需求和产业基础。
目前,中国的石墨烯市场发展迅速,但与国外主要竞争对手相比,整体水平仍有差距。
中国石墨烯企业应加强技术创新和市场拓展,提高国内市场占有率。
4. 石墨烯市场竞争格局4.1 全球石墨烯产业竞争格局全球石墨烯市场竞争激烈,主要由美国、欧洲和亚洲国家主导。
美国和欧洲拥有较早的石墨烯研究起点和较为成熟的产业链,而亚洲国家如中国和韩国在石墨烯技术研究和市场开发方面也有显著进展。
4.2 中国石墨烯产业竞争格局中国的石墨烯产业竞争格局逐渐形成,部分企业在技术研发、生产能力和市场销售等方面具备一定竞争力。
然而,与国外主要竞争对手相比,中国石墨烯企业仍面临着诸多挑战,包括技术水平不高、产品质量不稳定等问题。
5. 石墨烯市场发展趋势5.1 技术创新推动市场发展石墨烯市场在不断推动技术创新的力量下不断发展。
浅析我国石墨烯产业发展现状及对策建议

浅析我国石墨烯产业发展现状及对策建议一.世界石墨烯产业最前沿技术石墨烯是迄今为止最薄的二维纳米材料,也是目前世界上电阻率最小、导热率最高、电子迁移率最高、最硬与柔韧性最强的材料,还具有表面积大、透光率高等特点,被称为〃新材料之王",极具应用潜力,在储能、电子信息、热管理、复合材料、生物医药、节能环保等领域已呈现出良好的应用前景。
近日,中国学者曹原和麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero 又一次获得重大突破,在扭曲的三层石墨烯片中观察到超导性,其中三层石墨烯片的中层相对于外层以新角度扭曲,这种新的三层结构具有比其双层结构更坚固的超导性。
中科院上海微系统所已制备出8英寸石墨烯单晶晶圆,展示了中国在高质量石墨烯材料领域的创新成果。
在上海市石墨烯产业技术功能型平台的推动下,科研团队实现了小批量生产,产品尺寸和质量处于国际领跑水平。
石墨烯晶圆的小批量生产,为国产新一代电子器件的研发奠定了基础。
上海交通大学科研团队成功制备出"砖砌式"叠层结构的烯碳铝基复合材料。
科研团队与上海市石墨烯产业技术功能型平台合作的工程中心已经建成年产能20吨的中试产线,可制备单重达0.5吨的锭坯,并硏发出中强、高强、超高强等系列高模量烯碳铝合金,替代现役铝合金构件预期减重可达10%-30% ,轻量化效益十分显著,技术水平和综合性能均世界领先。
新冠肺炎疫情期间,科研人员硏发出纯石墨烯除雾光疗护目镜,为抗疫前线的医务人员解决了护目镜起雾的难题。
、布朗大学的科学家们利用石墨烯层叠层中的微小间隙,高效过滤污染物,展示了一种很有前途的新型净水技术。
中科院上海硅酸盐所科研团队研发出三维石墨烯管治污新材料,太阳光照射2周内,可较明显改善水质,帮助污水变清,并已在上海、安徽等地成功示范。
上海大学科研团队研发出一种石墨烯复合材料,并与上海市石墨烯产业技术功能型平台合作开展示范工程,对上海市宝山区6条河道进行了治理,经治理,河道水质指标均已达到地表V类水标准,部分指标达到地表iv类或ni类水标准,治理效果明显。
我国石墨烯产业发展现状及趋势

我国石墨烯产业发展现状及趋势
随着石墨烯技术的不断进步,石墨烯产业已经成为许多国家发展的重要一环。
而在过去几年里,我国石墨烯产业也取得了巨大发展。
从发展范围上来看,我国的石墨烯产业主要集中在国内大型企业,包括石油化工业、先进材料、新材料、新能源、节能环保等领域的研发开发和生产加工制造活动。
另外,在石墨烯技术转化利用方面,我国也由科研院所起到技术支撑的作用。
而从近几年的实践中,我们可以看到,目前我国石墨烯产业发展现状有以下几个方面。
首先,科技创新在石墨烯发展中起着关键作用。
在近几年中,我国在石墨烯技术创新上取得了很大的进步,包括改善石墨烯的多晶结构、利用氧化石墨烯合成复合材料等工作。
此外,改进的热力学和化学制备方法、先进的生产工艺、节能环保技术也有助于石墨烯产业的发展。
其次,我国也在加强石墨烯产业的管理和规范体系。
近几年,相关部门建立了一系列管理机制和政策,以保护石墨烯产业的发展并维护其公平竞争环境。
综合来看,我国石墨烯产业受到了良好的发展环境,将来有望更上一层楼。
从未来趋势来看,我国石墨烯产业有望实现跨越式发展。
首先,我国将持续加强石墨烯技术的创新,以改善石墨烯的多晶结构和抗热能力;其次,将加大政府研发投入、关注社会国家科技研发项目的投
资和支持;第三,加大支持力度,提升石墨烯企业的规范化水平和科技创新能力;最后,完善产业管理体制和规范,建立完善的行业标准和质量控制,以确保石墨烯产业的健康发展。
总之,我国石墨烯产业发展前景可观,而且正在以跨越式发展迈向成熟。
未来,石墨烯技术的创新将给国家,企业,社会和个人提供极大的发展机遇,促进我国石墨烯产业的全面发展和优化的发展环境。
石墨烯产业调研报告

石墨烯产业调研报告1. 引言石墨烯是一种由碳原子形成的二维晶体结构,具有出色的导电性、导热性和机械性能。
自从石墨烯的发现以来,它在各个领域引起了广泛的关注和研究。
本文将对石墨烯产业进行深入调研,分析其发展现状、前景和面临的挑战。
2. 石墨烯的特性与应用石墨烯具有很多独特的特性,如高电导率、高热传导率、高强度和高柔韧性等。
这些特性使得石墨烯在多个领域具有广泛的应用潜力。
例如,在电子器件领域,石墨烯可以用于制备高性能的导电材料和柔性电子设备。
在能源领域,石墨烯可以应用于锂离子电池、超级电容器等领域,提高能源存储和转换效率。
此外,石墨烯还可以用于生物医药、环境治理等领域。
3. 石墨烯产业发展现状目前,全球石墨烯产业正处于快速发展阶段。
石墨烯相关的研究机构、企业和投资者纷纷加入到这个领域,推动了石墨烯产业的发展。
以中国为例,中国政府将石墨烯产业列为战略性新兴产业,并推出了一系列支持政策。
中国的石墨烯企业和研究机构在石墨烯领域取得了一定的研究成果和商业应用。
4. 石墨烯产业的前景与挑战石墨烯产业有着广阔的前景,但也面临着一些挑战。
首先,石墨烯的生产成本较高,限制了其大规模应用。
其次,石墨烯的标准化和产业链完善仍然存在一定的困难,需要进一步加强标准制定和产业协同创新。
此外,石墨烯的环境和安全问题也需要引起足够的重视。
解决这些挑战需要政府、企业和研究机构的共同努力。
5. 石墨烯产业的发展策略为了推动石墨烯产业的健康发展,我们提出以下几点发展策略:5.1 加强政策支持政府应加大对石墨烯产业的支持力度,制定更多的支持政策,包括财政补贴、税收优惠和科研资金的投入等,以促进石墨烯产业的研发和产业化进程。
5.2 推动标准制定与产业链建设加强石墨烯标准制定工作,推动石墨烯产业链的建设。
建立统一的标准体系,促进石墨烯产品的质量和可持续发展。
5.3 加强国际合作与交流加强与国际石墨烯研究机构和企业的合作与交流,共享研发成果和市场机遇,推动石墨烯产业的国际化进程。
2024年石墨烯产业发展现状分析报告

石墨烯是一种具有优异性能的新型材料,被誉为“材料之王”,具有高强度、高导电性、高透明性、高柔韧性和高导热性等优势。
在过去几年里,石墨烯产业得到了广泛的关注和研究,许多国家都将其列为战略性新兴产业,并加大了对石墨烯的研发投入。
本文将对2024年石墨烯产业的发展现状进行分析。
首先,石墨烯在电子领域的应用已经取得了一定的成果。
石墨烯可以制备成高质量的薄膜,能够在绝缘性基底上形成具有高效导电性能的薄膜材料。
这种材料可用于制造高性能的电子元件,如柔性可穿戴设备、高性能电池、超高速晶体管等。
此外,石墨烯还可以用于制造高效的光电器件,如光电探测器和光电传感器。
这些应用的发展为石墨烯产业的快速成长提供了坚实的基础。
其次,石墨烯在材料领域的应用也呈现出良好的发展势头。
石墨烯具有极高的机械强度和柔韧性,可以制备成各种复合材料,如石墨烯增强塑料、石墨烯增强金属等。
这些复合材料具有优异的性能,能够应用于航空航天、汽车工业、船舶工业等领域,提高材料的强度和韧性。
同时,石墨烯还可以用于制备高性能的传热材料,如石墨烯复合散热片等。
这些应用的推广将极大地提高传热效率,具有广阔的市场前景。
此外,石墨烯还在能源领域展现出巨大潜力。
石墨烯具有很高的导电性和导热性,可以用于制备高性能的锂离子电池和超级电容器。
石墨烯电极材料具有很高的比表面积,可以大幅提升电池的储能密度和充放电速率。
同时,石墨烯还可以用于制备高效的太阳能电池,提高光电转换效率。
这些应用的发展将极大地推动可再生能源的利用和开发,对于解决能源问题具有重要意义。
然而,在石墨烯产业的发展过程中依然存在一些挑战和困难。
首先,石墨烯的制备工艺还不够成熟和稳定,需要进一步研究和改进。
其次,石墨烯的成本仍然较高,严重限制了其大规模应用。
此外,石墨烯的应用标准和评价体系还不完善,需要加强标准制定和评价体系的建设。
这些问题需要广泛的研究和合作,推动石墨烯产业的进一步发展。
总体而言,2024年石墨烯产业取得了一定的进展,但仍然面临一些挑战。
石墨烯产业调研报告

石墨烯产业调研报告1. 石墨烯的简介石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料,具有出色的导电性、热导率和机械强度,同时还具有良好的柔韧性和透明性。
由于其出色的性能,石墨烯在各个领域都受到了极大的关注。
2. 石墨烯的制备方法目前,常用的制备石墨烯的方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法和液相剥离法。
每种方法都有各自的特点和优缺点,需要根据具体需求选择合适的方法。
3. 石墨烯在电子行业中的应用由于其出色的导电性和电子迁移率,石墨烯被广泛应用于电子器件中,如晶体管、柔性电子产品和传感器等。
石墨烯的应用可以显著改善电子器件的性能和可靠性。
4. 石墨烯在能源行业中的应用石墨烯在能源领域具有广泛的应用前景。
它可以用于制备高效的太阳能电池、储能设备和电解水装置等。
石墨烯的应用可以提高能源转换效率和储存能力。
5. 石墨烯在材料领域中的应用石墨烯作为材料改性剂,可以显著改善传统材料的性能。
它可以用于制备高强度、耐磨损的复合材料、导热材料和阻燃材料等。
石墨烯的应用可以提高材料的稳定性和使用寿命。
6. 石墨烯在生物医药领域中的应用石墨烯具有良好的生物相容性和药物传输能力,被广泛应用于生物医药领域。
它可以用于制备高效的药物传递系统、生物传感器和组织工程材料等。
石墨烯的应用可以提高药物的疗效和治疗效果。
7. 石墨烯产业的发展现状和趋势目前,全球石墨烯产业正处于快速发展阶段。
各个国家和企业都在加大石墨烯领域的研究和产业化力度。
未来,石墨烯有望在更多领域得到应用,成为各行业的重要材料之一。
8. 石墨烯产业面临的挑战和机遇尽管石墨烯领域存在一些挑战,如高成本、量产难度和环境安全等问题,但随着技术的不断进步和成本的降低,石墨烯产业仍然具有巨大的发展机遇。
同时,加强产学研合作和政策支持也能进一步推动石墨烯产业的发展。
2023年石墨烯行业市场分析现状

2023年石墨烯行业市场分析现状石墨烯是一种二维材料,由碳原子构成的六边形结构组成。
它具有超高的导热性、导电性、机械强度和化学稳定性等特性,被认为是科技领域的重要突破口。
石墨烯行业市场近年来迅速发展,下面对其现状进行分析。
首先,石墨烯技术不断成熟。
石墨烯的制备技术由最初的“剥离法”逐渐发展为化学气相沉积法和液相剥离法等多种成熟的制备方法。
随着技术进步和研究深入,石墨烯的制备成本逐渐降低,产能逐渐提高,为行业的发展奠定了基础。
其次,石墨烯在各个领域的应用逐渐扩展。
石墨烯具有优异的导电性和导热性,被广泛应用于电子、能源、材料和生物医药等领域。
例如,石墨烯可以用于柔性电子器件、电池材料、传感器、催化剂等。
随着技术不断进步,石墨烯在新能源、显示技术、高性能材料等领域的应用潜力会更大。
再次,石墨烯行业市场规模不断扩大。
根据市场调研机构的数据,石墨烯市场规模从2015年的10亿美元增长到2019年的30亿美元,年均复合增长率超过20%。
预计到2025年,石墨烯市场规模将超过100亿美元。
市场潜力巨大,吸引了越来越多的企业和研究机构投入到石墨烯研发和应用中。
然而,目前仍存在一些制约石墨烯行业发展的因素。
首先,石墨烯的生产成本仍然较高,生产工艺还需要进一步完善。
其次,石墨烯在大规模产业化中的应用和商业化仍然面临着一些挑战,需要进一步加强技术研发和市场推广等方面的工作。
总体来说,石墨烯行业市场正处于高速发展期。
随着技术的不断成熟和应用的不断拓展,石墨烯行业市场的前景十分广阔。
在政策支持、产业链合作和技术创新等方面的共同推动下,石墨烯行业有望在未来几年取得更大的突破和发展。
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石墨烯产业发展调研报告
石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体,是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元,就是石墨的单层薄片。它是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》曾将石墨烯列为2008年10大新兴技术之一。在2009年12月18日出版的《科学》杂志中,“石墨烯研究取得新进展”被列为2009年10大科技进展之一。2010年10月5日,英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯(graphene)研究方面的杰出成就而荣获2010年诺贝尔物理学奖。
1.3.2美国
美国国防部高级研究计划署(DARPA)2008年7月发布了碳电子射频应用项目(总资2 200万美元),主要开发超高速和超低能量应用的石墨烯基射频电路,即用石墨烯制造电脑芯片和晶体管。
美国国家科学基金会(NSF)2009年5月发布了石墨烯基材料超电容应用项目,主要研究内容包括:(1)开发石墨烯基电子材料,提高超级电容器性能,使其具有较高的能量和功率密度;(2)表征石墨烯基电子材料的形态、结构和性能特征;(3)加强对石墨烯基超级电容器中电化学双层和决定其性能因素的基本认识;(4)调查离子液体作为石墨烯基超级电容器电解液的相容性;(5)开发新型超级电容器电池组装工艺和电池测试方法。项目研发经费为63.4万美元,研究周期为2009年7月1日至2012年7月30日,由得州大学奥斯汀分校具体负责研究和实施。
(3)石墨烯促进超级电容器发展
超级电容器超级电容器又称超大容量电容器、金电容、黄金电容、储能电容、法拉电容、电化学电容器或双电层电容器(英文名称为EDLC,即Electric Double Layer Capacitors),是靠极化电解液来存储电能的新型电化学装置。它是近十几年随着材料科学的突破而出现的新型功率型储能元件,其批量生产不过几年时间。超级电容器自面市以来,全球需求量快速扩大,已成为化学电源领域内新的产业亮点。超级电容器在电动汽车、混合燃料汽车、特殊载重汽车、电力、铁路、通信、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力,被世界各国所广泛关注。美国《探索》杂志2007年1月号,将超级电容器列为2006年世界七大科技发现之一,认为超级电容器是能量储存领域的一项革命性发展,并将在某些领域取代传统蓄电池。
1.3与石墨烯相关的国内国际政策计划
1.3.1国内:新材料产业在“十二五”期间的发展目标为自给率达到70%。规划安排的每个重点子行业都有望通过5到10年的时间形成千亿元至万亿元的产值规模。未来的行业的产值有望达到数万亿元,留给了投资者较大的预期空间。近期,因为整体市场的弱势,新材料板块的个股多处于横盘整理阶段,而新材料中的石墨烯概念,凭借其独特性,成为市场为数不多的亮点之一。虽然我国现阶段石墨烯的生产技术水平仍处于较低水平,尚不能大规模量产,但作为新材料板块在“十二五”规划出台后的首个热点,有望吸引市场对整个新材料板块的关注,形成良好的带动作用。
硅让我们迈入了数字化时代,但研究人员仍然渴望找到一些新材料,让集成电路更小、更快、更便宜。在众多的备选材料中,石墨烯最引人瞩目。石墨烯拥有比硅更高的载流子迁移率(即载流子在电场作用下运动速度快慢的量度),是一种性能非常优异的半导体材料,电子在石墨烯中的运行速度能够达到光速的1/300,要比在其他介质中的运行速度高很多,而且只会产生很少的热量。使用石墨烯作为基质生产出的处理器能够达到1THz(即1000GHz)。
石墨烯是目前已知的最薄的一种材料,单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度,这种厚度的石墨烯拥有了许多石墨所不具备的特性。
(1)导电性极强:石墨烯中的电子没有质量,电子的运动速度超过了在其他金属单体或是半导体中的运动速度,能够达到光速的1/300,正因如此,石墨烯拥有超强的导电性。
(2)超高强度:石墨是矿物质中最软的,其莫氏硬度只有1-2级,但被分离成一个碳原子厚度的石墨烯后,性能则发生突变,其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高,却又拥有很好的韧性,且可以弯曲。
(3)超大比表面积:由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚,即0.335纳米,所以石墨烯拥有超大的比表面积,理想的单层石墨烯的比表面积能够达到2630 m2/g,而普通的活性炭的比表面积为1500 m2/g,超大的比表面积使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
1.2石墨烯的应用及市场潜力
(1)代替硅生产电子产品
法国原子能机构(CEA)的LETI和法国STMicroelectronicSAS、爱尔兰科克大学(University College Cork)的Tyndal纳米研究所等组成。项目经费为239万欧元,研究周期为2008年1月1日至2010年12月31日。
欧洲研究理事会(ERC)资助了石墨烯物理性能和应用研究项目。项目研究经费为177.5万欧元,研究周期为3年,负责机构为英国曼彻斯特大学物理与天文学院。该项目有三个主要方向:(1)重点研究石墨烯薄膜和独特的一维性能;(2)模拟无质量相对论粒子的石墨烯电荷载体;(3)石墨烯晶体管的应用研究。
碳质材料是目前研究和应用很广泛的超级电容器电极材料。用于超级电容器的碳质材料目前主要集中在活性炭(AC)、活性碳纤维(ACF)、炭气凝胶、他纳米管和模板炭等。而自从石墨烯被成功制备以来,人们开始探索这种碳质材料在超级电容器中的应用。
由于石墨烯具有极高的理论比表面积,结构上属于独立存在的单层石墨晶体材料,故石墨烯片层的两边均可以负极电荷形成双电层。且石墨烯片层所特有的褶皱以及叠加效果,可以形成的纳米孔道和纳米空穴,有利于电解液的扩散,因此石墨烯基的超级电容器具有良好的功率特性。
石墨烯触摸屏,比现有手机触摸屏更环保、更便宜和更耐用。现有手机触摸屏的工作层中不可缺少的材料为陶瓷材料氧化铟锡。从技术层面上讲,该成果的问世缩短了产业界对石墨烯材料8-10年产业化的时间预期。今年,该成果可为手机商提供10万片触摸屏,成本比现用材料降低30%.正是由于有上述优势,石墨烯触摸屏的销售将有望从零起步,几何级别增长。所以,石墨烯行业,值得中长期关注。
1.1石墨烯结构及性质
石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊,必须用相对论量子物理学(relativistic quantum physics)才能描绘。石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时,不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常温下全球半导体晶硅的市场发展稳定,根据IEK的预测,石墨烯可替代晶硅应用在芯片领域,石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成电路,市场容量至少在5000亿元以上。
(2)石墨烯锂离子电池开启储能技术新纪元
铅酸电池具有技术成熟、价格较低等优点,但是存在严重铅污染,将被更先进的产品替代。镍氢电池具有可大电流快速充放电、耐过充过放、低温性能好等优点,但能量密度较低使其不能用于纯电动车。锂离子电池能量密度大,循环寿命长,是目前在消费电子领域应用最广泛的电池,但是其功率密度还不够大,电池满充时间需要几个小时,在纯电动车领域的应用碰到了充电难题。超级电容器功率密度高而能量密度低,无法满足续航要求,不能单独用于电动车或其他储能设备。石墨烯锂离子电池解决了“鱼和熊掌不可兼得”的难题,同时满足了能量密度和功率密度要求,开启了储能技术新纪元。
1.3.3欧盟及成员国
欧盟FP7框架计划2008年1月发布了石墨烯基纳米电子器件项目。该项目为FP7的联合研究项目,主要研究“超越CMOS”(Beyond CMOS)领域的技术,参加机构包括德国AMO有限公司、意大利大学纳米电子研究组(IUNET)、英国剑桥大学半导体物理组(UCAM DPHYS)、
石墨烯锂离子电池可以被应用到消费电子、电动工具、电动自行车、电动汽车和储能等领域。特别是在电动汽车和储能领域,石墨烯锂离子电池具有非常强的竞争力。石墨烯锂离子电池可在几分钟内满充,将加快电动汽车产业化进程。目前的电动汽车,因为充电时间长达几个小时,在市场推广过程中遇到了充电站配套建设成本高和普通消费者对其接受度较低的问题。石墨烯锂离石墨烯能够大幅提升锂离子电池性能,未来将在负极材料领域有广阔的市场前景。根据IEK的预测,石墨烯作为负极材料应用在十分之一的锂离子电池中,其需求量在2500吨以上。更重要的是一分钟充电技术,锂离子可再石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新型储能设备—石墨烯电池。它的功率密度比锂电池高100倍,能量储存密度比传统超级电容高30倍。2008-2013年全球的负极材料的需求量将保持年均20%的增长率,到2013年全球的负极材料需求量将达到3.7万吨以上。未来有1%的锂离子电池由使用石墨烯负极材料的需求,那每年对于石墨烯的需求就在250吨以上。
以触摸屏为代表的智能机需求强劲增长,带动智能机零部件的生产和销售,其中包括电容屏的生产。据资策会产业情报研究所(MIC)预计,2011年全球智能手机出货量将达到4.52亿台,2012年将增加至6.14亿台,年成长率达35.8%.其中Android平台2011年出货量将达2.06亿台,以46%的市占率成为全球最大的智能手机操作系统,未来预期将维持在50%左右。而iOS与WindowsPhone在相关大厂应用生态体系的支持下,2012年市占率有望达到19%与13%.特别今年是我国千元智能机的普及年,触摸屏的智能机销售将大旺。基数巨大的触摸屏手机的销售,将给石墨烯电容触摸屏带来巨大的发展动力。所以,石墨烯行业存在较大投资机会,值得关注。
美国俄亥俄州研究商业化资助项目(ORCGP)资助Nanotek Instruments公司约35万美元用于锂离子电池用纳米石墨烯复合电极的商业化生产。纳米石墨烯复合材料具有较大容量(>2000mAhg-1),是石墨实际容量的6~8倍。实验已经证明这种材料300多个充放电循环后,还能够保持其结构的完整性和良好性能。这种复合阳极材料可用于电动车等能源存储应用的锂离子电池,研究周期为2009年4月28日至2011年4月28日。美国结构材料工业公司(SMI)2009年11月宣布,获得NSF的小型企业技术转移项目(STTR)一期资助,用于开发以石墨烯为基质的高灵敏度NOx探测器。其合作方为康奈尔大学、南卡罗来纳大学,分别提供石墨烯薄膜生长技术和气体探测器表征技术。