解析：石墨烯在超级电容领域研究现状

自石墨烯诞生以来，人们便对这个新材料的研发与应用前景兴趣浓厚，也使其也成了资本和市场追逐的宠儿，在电子、航天军工、新能源新材料等领域也有着广泛应用。11月25日，在中科院文献情报中心产业情报研究中心主办的第20期《产业技术情报》发布会上，研究人员详细梳理了石墨烯在超级电容器和生物传感器方面的应用情况，首次将两个发布主题聚焦于同一领域，并基于权威数据库分析，对二者的未来发展趋势作出研判。

以下摘出在超级电容器领域的相关内容：

石墨烯，是当前世界上最薄、最轻、最硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料。它的强大能力常常令人咋舌。一块一厘米厚的石墨烯板，能够让一头5吨重的成年大象稳稳站在上面；用石墨烯做的手机电池，一秒内就能把电充满；以石墨烯为材料的平板电脑，可以随意折叠成手机大小放在口袋里。

自石墨烯诞生以来，人们便对这个新材料的研发与应用前景兴趣浓厚，也使其也成了资本和市场追逐的宠儿，在电子、航天军工、新能源新材料等领域也有着广泛应用。

清华大学化工系教授骞伟中和国家纳米科学中心博士研究生史济东，作为特邀专家参加了此次发布活动，并结合自己目前所从事的研究工作，与参会人员进行了交流讨论。

石墨烯超级电容器技术：中国处于快速增长期

当今能源及环境问题日趋严重，以新能源电动汽车为代表的绿色交通工具的发展需求越来越大。而解决其制动能量回收系统的问题是产业发展的关键之一，因此产业对兼顾高能量密度与高功率密度的电化学储能器件的需求越来越迫切。与此同时，超级电容器因具备使用寿命长、充电时间短、可显示存电量、材料无限、低温性能良好等优点，被赋予较大期待。

石墨烯具有良好的电化学性能、抗拉伸性能和易与其他活性材料合成的结构，与活性炭类似，可以作为良好稳定的负极材料，被渐渐应用到超级电容器电容材料中。石墨烯超级电容器主要研究领域包括：用于电极材料的过渡金属氧化物、活化煤、以及氮掺杂石墨烯、集电器表面等方面；涉及技术包括氧化石墨烯单体、过度金属氧化物、氮掺杂、煤活化等。

随着2004年英国曼彻斯特大学物理学家发现石墨烯的分离制备方法，石墨烯在超级电容器中的应用也逐渐开始迅速发展，专利年发表数量快速增长，于 2012年达到峰值每年280项。目前相关技术专利平均在每年250项左右。

中国的石墨烯超级电容器领域技术的发展2009年起迅猛增长，年申请量迅速超过每年100项，于2012年达到峰值，此后基本保持在每年120项以上，处于快速增长期。

根据专利技术来源分布来看，目前掌握着石墨烯超级电容器技术的主要国家或地区依次为中国（51%）、美国（20%）、韩国（15%）和日本（4%）、欧盟（2%）、和加拿大（2%），其专利总和超过全球专利总量的80%。

在国际市场布局上，中国主要关注于本土专利布局，申请比例达90%左右，此外在美国、日本及WO、EP也有少量申请。相比之下，美国、韩国除本土申请外，均在该领域的各主要技术市场进行了大量海外布局，如中国、日本、加拿大等地区，竞争较为激烈。

记者发现，在石墨烯超级电容器技术专利权人排名中，前25名专利权人中数量最多的是来自中国的机构（17家）。排名前5位的依次是，海洋王照明科技股份有限公司、中国科学院、韩国三星公司、美国Nanotek仪器公司和浙江大学。其实，中国、韩国、美国发表专利数量最多的专利权人均是企业。

“从产业技术情报发布的内容来看，我们国家在石墨烯领域的论文和专利的数量还是比较可观的，这些数据充分反映了我们国家的科技活力。”骞伟中说。

他介绍，目前石墨烯的主要制造市场和应用市场均在中国，国内的众多机构在该领域进行了专利布局。北京和江苏已分别成为国家石墨烯发展很研发的较为集中的地区，未来5年到10年这些地区还将在石墨烯领域进行大力布局。

“从产业化角度来看，目前石墨烯电容器领域技术更多的集中在高校实验室，离产业化还有一段路要走，我们国家应推动高校和企业的衔接，大力推动石墨烯电容器的产业化发展。”骞伟中建议。8

石墨烯超级电容器热点领域主要集中在电容器电极制造 ，包括碳纳米薄膜、聚合物金属薄膜、聚合物、金属、杂原子等新型及传统电极材料的制备和修饰、改性技术 。

锂电池 、燃料电池等各类电池的应用以及对于电容器电解质的研究也是重点关注领域。

重要人物：

1 中国科学院电工研究所马衍伟研究员

马衍伟研究员1996年毕业于清华大学，获工学博士学位；1996-1998年北京科技大学材料科学与工程学院博士后；1998-2002年作为文部省助手/战略基础研究员在日本东北大学金属材料研究所高场实验室工作；2002-2003年作为特别研究员在日本筑波国立材料研究所超导材料中心工作；2003-2004年作为客座研究员在法国科研中心工作；2004年2月正式到电工所工作。2005年4-5月和2010年2-3月，在日本东北大学作“访问教授”。2010年6-7月，在法国雷恩大学作“访问教授”。现任电工所研究员、博士生导师、超导与能源新材料研究部主任。

在超级电容器石墨烯基纳米电极材料、新型超导材料制备技术以及强磁场下新材料合成等方面进行了较系统的工作，获得了一些有意义的结果。发表及合作发表SCI论文180多篇，其中一篇获得2007年“第一届中国百篇最具影响优秀国际学术论文”奖；6篇论文入选ISI高引用论文（ISIhighly cited papers）。

2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所刘兆平研究员

刘兆平，博士，研究员，博士生导师。2004年毕业于中国科学技术大学，获理学博士学位，博士期间专攻低维纳米材料的溶液相合成研究。2004-2007年，在日本物质材料研究机构（NIMS）纳米材料中心从事博士后研究工作，专攻无机层状材料的合成和剥离/重组。2007-2008年，在美国纽约州立大学宾汉顿分校化学系从事博士后研究工作，专攻III-V量子点（线）的溶液相合成研究。2008年10月加盟我所。自2003年以来，已在J.Am. Chem. Soc.，Angew. Chem.，Adv. Mater.等国际著名化学和材料期刊上发表论文30余篇， 论文至今已获他人引用超过800余次，单篇论文最高被引近100次。

刘兆平团队于2009年首先通过溶液相温和剥离的方法制备出大面积、单片层且尺寸可调的石墨烯，然后充分利用石墨烯优异的导电性能、柔性的二维结构和巨大的比表面积，制备得到一系列性能优异的石墨烯复合锂离子电池电极材料，并对其结构和储能机制进行了深入探索。目前的研究兴趣集中于新能源材料的纳米化研究。

3 清华大学石高全教授

石高全，清华大学教授、博士生导师，教育部长江特聘教授。石教授自1992年以来一直从事导电高分子材料/纳米结构以及单片石墨的研究，近年来在石墨烯的化学合成与功能化等方面从事了系列研究工作，特别是在石墨烯增强高分子复合材料，石墨烯修饰电极以及共轭分子修饰石墨烯等方面取得了进展。至今发表SCI论文280余篇。一些论文发表在Science，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Soc. Rev.等国际一流刊物上。论文被引用18000余次。H-index 为63。获得过清华大学“清华之友优秀教师”奖。2002年获得国家自然科学基金杰出青年基金资助。2004年获得中国化学会-巴斯夫“青年知识创新奖”。2004年获得国家自然科学基金二等奖（第二获奖人）。2005年获得国务院政府特殊津贴。2013年获得教育部高等学校优秀研究成果（自然科学）一等奖。

4 复旦大学刘天西教授

刘天西，现为复旦大学高分子科学系教授、博士生导师，南昌大学赣江讲座教授。；2004年至今任复旦大学教授，在先进材料实验室、聚合物分子工程教育部重点实验室任职；2007-2009年作为访问学者赴新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院；2004年先后获得“上海市青年科技启明星计划”和“教育部新世纪优秀人才计划”资助；2008年获“上海市白玉兰科技人才基金”；2009年先后获得上海市“青年科技启明星计划（跟踪）”以及上海市“曙光计划”；2011年获得国家自然科学基金委杰出青年基金。

主要研究方向：高分子纳米复合材料、电纺丝及纳米纤维复合材料、新能源材料及环境新材料、纳米碳材料及其杂化材料、通用高分子材料的高性能化及多功能化、高分子材料的制备/加工-结构/形态-性能/功能-应用。

4 韩国蔚山国立科技大学Rodney S Ruoff教授

Rodney S Ruoff，美国德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）材料科学与工程前任讲席教授，现韩国蔚山国立科技大学（UNIST）、韩国基础科学研究院多维碳材料研究研究中心（Center for MultidimensionalCarbon Materials）主任。作为世界知名的碳材料研究专家，Ruoff教授1988年在伊利诺伊大学厄巴纳－香槟分校（University of IllinoisUrbana-Champaign）获得化学物理博士学位，1988-1989在德国马克斯-普朗克研究所任Fulbright Fellow。他曾经于2002-2007年间在美国西北大学作为John Evans Professor并在该校的Biologically Inspired Materials Institute担任导师。

至今Ruoff教授已经在化学、物理、材料科学、机械工程以及生物医药工程等领域发表超过260篇研究论文，在汤森路透评选的2000-2010最顶尖的100名材料科学家中排名第16位。他是多家国际期刊的主编或者编委，并曾经是韩国成均馆大学的杰出访问教授。Ruoff教授在材料领域尤其在碳纳米材料领域有着深厚的造诣，曾经在金刚石、富勒烯、纳米碳管和石墨烯领域做出了多项杰出工作，在Science和Nature系列刊物上发表论文近20篇。