石墨烯高新技术的发展和应用是广西“十三五”规划确立的三大重点高新技术产业之一。4月19日,广西大学沈培康教授带领的石墨烯研发团队取得重大突破,三维石墨烯小试基地总体完工,预计本月底或下月初即可批量生产石墨烯粉体,这将是世界上唯一可大规模生产三维石墨烯粉体材料的技术。
在广西大学三维石墨烯小试基地,科研人员正在对生产仪器做最后的调试,等到核心部位石墨烯反应炉安装完毕,石墨烯粉体即可批量投产,年产量预计达1.5吨。
田植群(广西大学可再生能源材料协同创新中心教授):“小试基地的成功,就是要带动下面的我们的一些应用研究,打通生产到应用的一整条龙的工艺、产品应用,直至市场开发。”
广西大学可再生能源材料协同创新中心成立于2014年底,研发团队拥有世界唯一可大规模生产三维石墨烯粉体材料的技术。目前,世界范围内生产的主要是二维石墨烯材料,其合成成本高,工艺复杂,污染大,合成的石墨烯容易团聚成石墨片。因此,目前市面的上的二维石墨烯粉体材料实质上是石墨片而不是石墨烯。
田植群:“我们现在可以说是世界上唯一可以生产石墨烯粉体的技术,石墨烯它本身是不稳定的,或者说非常活泼的一个材料,我们把二维的石墨烯三维化,重合在一起或者叠加在一起变成石墨片,我们解决了这个问题。”
据介绍,广西大学可再生能源材料协同创新中心三维石墨烯粉体制造技术拥有自主知识产权,产品合成工艺简单,原料来源广泛,成本低廉,可批量化生产,具有压倒性的市场竞争优势。小试基地建成后,今年下半年,他们将在南宁高新区建设一个年产15吨的中试基地,基地前期工作正在稳步推进。
沈培康(广西大学可再生能源材料协同创新中心主任、教授):“今年假如15吨起来,到明年我们就要弄一条100吨的生产线。从理论上讲,石墨烯确实在各行各业都可以用,这是一个可以看得到的一个新的经济增长点。”
在石墨烯大规模应用方面,该协同创新中心已与广汽集团和广西一家企业建立了紧密的技术合作,分别研发石墨烯增强车体材料、车用动力锂硫电池、燃料电池和一次性锂电池。
沈培康:“我们以后真正的研究目标,是要大力发展可再生能源材料,比如说电动汽车,我们比较熟悉的钠硫电池、铝离子电池、超级电容器(电动车)等等。”
按照规划,“十三五”期间,广西将重点开发应用石墨烯技术,形成年产量两万五千吨的石墨烯产业,培育一个年产值达万亿元的新兴产业。
石墨烯是一种神奇的纳米级新材料,具有透光性好、导热系数高、电阻率低、电子迁移率高、高机械强度等特点,已取代“硅”成为“二十一世纪新材料之王”,石墨烯被广泛应用于锂电池、航空、汽车零部件、散热素材、集成电路等领域。以电池为例,与传统电极材料相比,石墨烯应用于锂电池中,能大大提高电池容量,为新能源汽车解决续航问题。
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