【南宁日报】石墨烯“撬动”大产业

广西石墨烯粉体生产小试基地工作人员操作仪器进行石墨烯制备。

【点赞人物】广西大学可再生能源材料协同创新中心研究团队

【点赞事迹】目前中心已建立由30余人组成的研究团队，中心负责人沈培康教授带领团队研发的中心三维石墨烯专利技术——离子交换树脂制备三维石墨烯成为世界上唯一大批量生产粉体石墨烯的方法。

位于高新区的年产15吨三维石墨烯中试生产线基地紧锣密鼓地建设中，石墨烯产业·技术高峰论坛将在8月亮相南宁……

最近南宁关于石墨烯的好消息频频传出，广西石墨烯“掌舵人”——广西大学可再生能源材料协同创新中心负责人沈培康更是喜上眉梢。

“创造”石墨烯是美丽的“意外”

石墨烯由六方蜂巢晶格排列的碳原子组成，仅有一个原子层厚度，被誉为“21世纪神奇材料”，是推动战略高技术发展的关键材料，可以带动形成价值数万亿美元的新兴产业链。

在广西大学三维石墨烯小试基地，沈培康告诉记者，发现石墨烯粉体的制作方法源于一次美丽的意外，“一开始我们是做能源材料的，用离子交换树脂制备催化剂，无意间做成了一个三维石墨烯。”结构新颖的“三维石墨烯”具有立体、支撑性能，独立形成粉体材料，而且不团聚，应用更广泛。研究团队最终研发的离子交换树脂制备三维石墨烯成为世界上唯一大批量生产粉体石墨烯的方法。

石墨烯有剥离法、氧化石墨烯还原法、化学气相沉积法以及外延生长法等常见制备方法。但这些方法存在产率低、影响石墨烯特性、制备条件严格等弊端，不利于石墨烯量产。

沈培康团队研发的离子交换树脂制备三维石墨烯技术优势明显——产品工艺简单，原料来源广泛，成本低廉，可以成百、成千吨大批量生产。特别是此方法合成的三维多孔自掺杂（氮、磷、硼等）类石墨烯材料具有高比表面积、高导电性、自掺杂、多级孔结构等，这些性质是其他碳材料包括商用的石墨烯在内的碳材料所不具备。

石墨烯应用范围十分广泛。沈培康说，以他们与广西睿奕新能源有限公司合作开发的ER14250型锂亚硫酰氯电池为例，只需添加3%的中心三维石墨烯材料，10mA和25mA放点电池容量测试将提升20%以上的容量，石墨烯起到的是“锦上添花”的功能。

得益于其极强导电性、超高强度、高韧性、较高导热性能等数层光环，据预测，石墨烯将在半导体、光伏、储能、航天等领域带来一次材料技术革命，并将广泛应用在汽车轻量化、新能源材料、锂硫电池、功能涂料等多个领域。

从制备、量产到应用实现“全掌控”

“三维石墨烯制备设备是我们一步一步摸索、‘私人’定制、专门设计而成的。”沈培康表示，他们已经掌握三维石墨烯从制备设施、原材料、研发技术再到量产应用的核心技术，将为南宁乃至广西基于石墨烯形成的产业提供强有力的技术支持。

目前广西大学石墨烯粉体生产小试基地已实现批量投产，年产量可达1.5吨；年产15吨三维石墨烯中试生产线也已落户高新区，正在建设中；计划总投资4.68亿元的广西大学石墨烯科研成果产业化项目蓄势待发，将建设多个研究中心、实验室和三维石墨烯粉体生产示范线……可以预见，一个围绕着石墨烯而形成庞大的产业链正初步显现。一个15家以上以石墨烯生产与应用产业联动的实业或公司环绕、年产值规模约300亿元的石墨烯生产与应用产业园正在形成。