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石墨烯产业化亟需迈过三道坎
作者：admin日期：2019-04-22阅读
石墨烯自问世以来，其注重度就不断进步，加之其用处广泛，在能源配备、交通运输、航空航天、电子信息等传统和新兴工业范畴均呈现出杰出的运用前景，正引领着新资料范畴的推翻性革命。在国家方针的引导下、当地政府及企业的大力推进下，我国石墨烯工业展开迅猛，但全体仍处于概念导入期、工业化展开初期，大规划运用商场没有翻开、缺乏龙头企业带动、展开环境有待改善等问题依然横亘在石墨烯工业化道路上。
一、我国石墨烯工业化现状
1.商场规划不断扩大
近年来，我国石墨烯工业呈现出快速展开的态势，据中国石墨烯工业技能立异战略联盟统计数据，2015年我国石墨烯工业商场规划仅为6亿元，2017年现已增加至70亿元，年均复合增加率超越200%，其间石墨烯在新能源范畴规划到达50亿元，石墨烯涂料规划到达8亿元，复合资料和大健康规划到达5亿元，节能环保和电子信息范畴规划到达1亿元。随着石墨烯技能的不断立异和下流运用的不断老练，石墨烯商场规划仍将呈现高速展开态势。预计到2020年，我国石墨烯商场规划将构成百亿规划。
2.全工业链系统根本树立
随着石墨烯工业的快速展开，全工业链布局现已初见雏形，根本掩盖了从制备到运用研讨到石墨烯产品出产，直至下流运用的全环节。根本构成以北京为中心，东部沿海区域工业带和内蒙-黑龙江区域工业带为集聚区，多地点状分布式的工业展开格局。据统计，现在全国在工商、民政等部分挂号注册的石墨烯单位现已超越4800家，触及石墨烯资料制备及运用各个范畴，单位数量居全球之首，从制备范畴看，相关产品首要以粉体和薄膜为主，其间石墨烯粉体企业首要包含常州第六元素资料科技股份有限公司、宁波墨西科技有限公司、青岛昊鑫新能源科技有限公司、宝泰隆等；石墨烯薄膜企业首要包含重庆墨希科技有限公司、常州二维碳素科技股份有限公司、无锡格菲电子薄膜科技有限公司等。从运用范畴看，根本掩盖了新能源、储能、电子显现、防腐涂料、大健康等多范畴。表1所示为终端运用的典型事例。
企业终端产品产品性能1 深圳市烯旺新资料科技股份有限公司（简称“烯旺新材”）石墨烯发热服饰，理疗护具发热服饰能在-20℃的低温条件下加热到50℃，并继续4小时2发热服饰能在-20℃的低温条件下加热到50℃，并继续4小时内墙涂料经过吸收可见光分解空气中的游离甲醛，到达净化空气的效果，一起还有抗菌功用3浙江超威电源有限公司石墨烯电池运用寿命进步了90%以上4东旭光电LED散热灯其较传统LED灯具，节能效果提升20%，散热器体积削减3/4，质量减轻2/3
表1终端运用典型事例
3.产品规范和规范不断完善
石墨烯作为一种新型资料，职业规范是引领其立异展开的重要前提，近年来我国石墨烯产品规范和技能规范展开较快。一是加速拟定国家规范，树立了石墨烯规范化作业推进组，加强顶层设计，启动了石墨烯相关国家规范的预研作业，加速《石墨烯资料的名词术语与定义》《光学法测定石墨烯层数》《石墨烯锌粉涂料》等8项国家规范的拟定作业。二是活跃参加国际规范拟定，在国际规范化组织纳米技能委员会(ISO/TC 229)和国际电工委员会纳电子产品与系统技能委员会(IEC/TC 113)启动的8项石墨烯国际规范中，我国专家参加了其间2项规范的拟定，此外，我国还同英国一起树立了中英石墨烯规范化协作作业组，和英国石墨烯规范化研讨范畴开端了实质性协作。三是当地和职业规范展开加速，广西发布了《石墨烯三维结构粉体资料的检测与表征方法》《石墨烯三维结构粉体资料名词术语和定义》等5项石墨烯系列当地规范，是我国首个石墨烯系列当地规范，东旭光电、中国航发北京航空资料研讨院等龙头企业和职业协会等正在编制的相关职业/企业规范挨近40项。
4.工业演示展开顺畅
当时我国石墨烯工业正处于从实验室走向工业化的要害时期，对较为老练的产品展开工业演示，对加速石墨烯产品运用推行及工业化进程具有较好的推进效果。一方面国家方针活跃引导，如工业和信息化部、国家财政部、中国银行保险监督办理委员会联合树立新资料首批次运用保险补偿机制并展开试点作业，把5种石墨烯资料纳入要点新资料首批次运用演示辅导目录，以期打破石墨烯运用的初期商场瓶颈，此外，方针还鼓舞在电化学储能、海洋工程、柔性电子器件、严峻环保技能配备、轿车、纺织品职业等范畴拓宽石墨烯运用，并把石墨烯列入增强制造业中心竞争力行动计划。另一方面商场活跃响应，各地工业演示工程如火如荼，如中国科学院宁波资料技能与工程研讨地点石墨烯重防腐涂料要害技能打破以及工业化运用方面取得严峻展开，在国网大型输电铁塔、大型海洋波涛能发电设备、光伏发电设备、航天配备等范畴展开了演示应；东旭光电“超极灯”系列石墨烯散热大功率LED路灯改造项目成功在北京城市副中心通州区演示实施。现在石墨烯工业化演示项目展开顺畅，现在现已在防腐涂料、复合资料、储能资料等范畴均现已展开演示运用，并初步构建了演示运用推行链。
二、我国石墨烯工业化面对的3大障碍
1.大规划运用商场没有翻开
一种新资料从发现到完成大规划运用一般需求数十年的时刻，特别要害中心技能的打破就需求几年甚至十几年的时刻，而石墨烯从发现至今仅有10余年的时刻，还是一种较为“年轻”的资料。从运用现状来看，尽管根本完成了初步运用，并在部分范畴完成工业化，但大大都的产品依然归于利用石墨烯与原有资料结合提升产品性能，技能门槛相对较低，且同质化现象严峻，大都以样品和实验室产品为主，没有真实构成商品。而下流运用企业要运用石墨烯代替那些现已到达极佳性价比的传统资料，不只需求开销研制、改变出产工艺和出产线、训练职工、商场推行等方面费用，还要承担石墨烯运用效果不确定带来的危险，全体危险较大，因而现在商场认可度不高。尽管我国现已具备了较高的石墨烯粉体及薄膜制备产能，但实践产量偏低，真实展开业务的企业数量也较少，且以石墨烯为主业的上市公司也都处于亏本状态，大规划的运用商场依然没有翻开。
2.缺乏龙头企业带动
现在国内从事石墨烯出产的企业以中小型初创企业为主，尽管有部分大型民营企业、国企和央企开端注重石墨烯，但有实质性投入的企业仍较少。石墨烯作为一种技能含量高、前期投入大的工业，要想真实完成大规划工业化运用，需求长时间继续的资金投入，而中小企业受制于资金、人才等要素约束，难以在石墨烯范畴完成长时间、继续性的投入，因而龙头企业的带头效果就显得极为重要。纵观美国、欧盟、韩国等国家和区域，龙头企业在石墨烯工业展开过程中均发挥了重要效果，如美国IBM公司、美国纳米技能仪器公司、日本东芝公司、韩国三星集团等都早早开端布局石墨烯工业，投入很多的资金、人力等从事石墨烯的基础研讨和运用开发作业，并取得显著展开，一起在专利请求方面也愈加注重前瞻性布局，不只专利数量多、请求活跃度高，而且在国际其他首要国家都请求了专利保护，对加速石墨烯科技成果转化和工业化进程供给了杰出基础。
3.工业展开环境有待改善
石墨烯作为前沿性、先导性工业，其培养与展开有本身的规律和特殊性，需求运用新的商场手法展开培养，特别为工业展开供给杰出的展开软环境特别重要，但全体看来现在石墨烯工业展开环境仍有待改善。一是知识产权注重缺乏，石墨烯作为一种新资料，展开速度较快，但相关专利保护等尚不完善，再加上下流用户对相关产品不了解，导致很多侵权事情发生，特别在运用范畴愈加常见，烯旺新材打响了石墨烯职业维权打假的第一枪，将涉嫌商标、专利侵权的深圳原始点生物科技有限公司及运营“金点子知识产权”微信公众号的深圳金点子网络科技有限公司告上法庭。二是规范规范系统有待完善。职业规范是引领石墨烯工业立异展开的前提，现在我国石墨烯工业现在在下流运用、产品认证、检测、运用规范等方面仍是空白。如上游制备，石墨烯产品有粉体、微片、浆料、薄膜等多种类别，规格各异，适用范畴各不相同，制备工艺技能也多种多样，现在没有有统一的职业规范或技能规范。三是职业公共效劳缺乏。尽管现在国内石墨烯工业园、联盟等相继树立，但大都的效劳才能有限，多以区域或要点企业为主，难以完成掩盖全职业，如现在尽管树立了石墨烯检测查验中心，但效劳内容多以检测来物中是否含有石墨烯为主，至于含量多少、发挥效果如何等均难以完成。此外，石墨烯职业统计和运行监测也存在缺失，难以为政府方针拟定和职业办理供给支撑。
二、我国石墨烯工业化的思考
1.加强与相关工业交融展开
聚焦石墨烯在防腐涂料、热办理资料、润滑油、复合资料等传统工业升级方面的推进效果，加速打破要害运用技能。围绕国家对新一代显现器件、大健康、环保、高端制造等战略性新兴工业的需求，加速石墨烯在新兴工业范畴的技能研制、打破以及相关专利的前瞻性布局，引导立异要素和立异资源向这些范畴集合。挑选根本完成量产、技能较为老练、下流用户认可度高的石墨烯运用产品展开运用演示，培植一批先导用户，加速下流商场的培养，引导有实力的大型企业投入相关下流运用产品的研制。树立一批演示项目，挑选若干运用范畴，打造从资料制备到终端产品的全工业链演示。
2.培养优势骨干企业
挑选一批优势显着、成长性好的要点龙头企业，以项目承接、订单补助、资本运作、战略协作等方法，加速培养具有竞争力的龙头企业；鼓舞国有大企业参加石墨烯等相关技能研制及运用范畴拓宽。支持优势企业经过吞并重组、技能转让、协作配套等方法与上下流企业树立严密协作关系，进步石墨烯工业展开的集中度。要点注重石墨烯范畴拥有独立知识产权、中心竞争力和品牌优势的立异型企业或创业团队、在孵化系统集成方面具有较强才能和笔直整合实力的企业、以及在细分运用范畴独具特色、具有品牌和渠道优势的潜力企业对其进行培养。鼓舞大中小企业协同展开，进步资料制备企业的集中度。
3.优化工业展开环境
一是加强石墨烯知识产权的前瞻性布局和保护，细化石墨烯专利鼓舞方针，引导企业、科研院所等请求高质量专利，并在一些高技能范畴展开前瞻性布局，一起加大对石墨烯专利侵权事情的惩罚力度，保护商场公平竞争次序。二是进一步完善规范系统，研讨拟定石墨烯层数测定、比表面积、导电率等物化特征和性能表征的评价系统，活跃展开国际交流协作，展开石墨烯资料相关产品设计、研制、制备、包装、运输、运用等规范化研讨，逐步构建全工业链规范系统。
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