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石墨烯——遂宁新型能源的发展之路

作者:何杨 王金蓉  来源:中国网  发布时间:2017-12-13 9:28:43

电化学工作站(测试)

中国储能网讯:走进遂宁市开发区创新创业孵化园的四川省石墨烯产业技术研究院展厅,正好碰上韩国伊连特电子有限公司的总经理一行前来了解考察石墨烯产业,探访是否有合作的契机。

今年5月,四川省科技厅公布了2017年第一批省级产业技术研究院名单,遂宁市大英聚能科技发展有限公司牵头成立的四川省石墨烯产业技术研究院榜上有名。

从实验室研发到工业化生产,“新材料之王”石墨烯已落地遂宁十余年。那么,石墨烯究竟是何种物质?它在遂宁乃至整个世界的发展又是怎样的呢?

石墨烯的前世今生

石墨烯(Graphene),问世于2004年,是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,是目前自然界发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。用它开发的新能源汽车电池,充电几秒就能跑几十公里;有了它的电子屏幕,轻如纸张,可弯曲、可折叠……石墨烯被称为“黑金”,是“材料之王”。

在今年的四川省《政府工作报告》中,指出要把石墨烯作为重点产业进行培育。

早在2016年3月3日,四川省科技厅在德阳就举行了四川省石墨烯产业技术创新联盟成立大会。此举标志着四川石墨烯产业将从“单打独斗”走进协同发展时代,以实现合作共赢,推动石墨烯产业发展。联盟吸引了30家会员单位加入,包括相关企业和科研院所。四川省石墨烯产业技术创新联盟的成立,标志着四川省石墨烯产业发展将步入新的阶段,不仅为四川石墨烯企业架起了政府与企业沟通的桥梁,同时也把产业链、创新链与服务链的各方资源集聚在了一起,充分发挥参谋助手、组织协调、创新服务等作用,为推动四川石墨烯产业技术创新和产业发展作出积极贡献。

而在遂宁,大英聚能科技发展有限公司开启石墨烯领域的研究探索已有整整十年。

石墨烯防弹衣高分子膜研发试验

产业园+研究院  遂宁石墨烯发展开启新篇章

“我从事了20年的合成氨技术与管理,搞化学研究10余年,后来又专注于节能环保以及新能源材料及器件的研究开发工作近10年。”大英聚能科技发展有限公司董事长漆长席这样回顾他的前半生。

毕业于武汉大学,作为中科院成都分院的研究员,漆长席对石墨烯的接触已有十年。他深知这项新能源的发展潜力,便加大了与科研单位的协作,专注于石墨烯及其相关产业的技术研发和生产。

十余年探索,遂宁已先后拿下石墨烯领域10余项国家发明专利,并借助科研院所的研发力量,探索从“样品到产品”的石墨烯终端应用技术研究和产业化。目前,遂宁已实现石墨烯粉体、浆体,以及超级电容器等应用产品的规模化生产。2016年,仅大英聚能科技就实现工业产值1.8亿元,在石墨烯领域拿下6100万元的销售额,成为民营企业中的一匹黑马。

产业的发展,需要强有力的科学技术的支持。“引进石墨烯产业技术研究院将会对开发区企业,特别是电子信息技术企业,新材料企业具有较好的配套发展前景,市场潜力广阔。”遂宁经济技术开发区工作人员如是说。

2016年,12月,四川石墨烯应用产业技术研究院成功落户遂宁,位于开发区的创新创业孵化园。

四川省石墨烯产业技术研究院由大英聚能科技发展有限公司牵头,联合四川能宝电源制造有限公司、西南石油大学共同建设。研究院依托国家“千人计划”特聘专家刘焕明教授为核心的团队资源,以产权为纽带、以项目产业化为依托、以技术研发为核心、以协同创新为途径、以应用技术为重点,以管理创新为保障,汇聚各种创新资源和要素形成新的技术突破和石墨烯材料暨终端应用产业化裂变为目标,采用联合共建的方式完成。研发方向拟把石墨烯材料集中在新能源、军工、航空航天领域的需求进行产业化应用开发。旨在整合协调产业资源,建立上下游、产学研信息、知识产权等资源共享机制,提升四川省石墨烯材料应用产业链的整体创新水平和竞争力。目前,四川省石墨烯产业技术研究院正在开发孵化石墨烯PCB新型电机、石墨烯涂层太阳能光伏光热双供器等高新技术项目。

四川石墨烯应用产业技术研究院主要从事包括石墨烯等碳基功能材料、超级电容器、超级电容电池、石墨烯导电浆料系列产品应用技术研究、开发及科技成果的转化等。

石墨烯电机

人才集聚 创造石墨烯多种产业

四川省石墨烯产业技术研究院,专业人才成为一个个科研项目的生力军。研究院院长刘焕明,博士,毕业于英属哥伦毕业大学这一世界级顶尖研究型大学化学系毕业,曾获得加拿大国家绿色化学奖,作为“国家千人计划”(海外高层次人才引进计划)人选被引进回国;副院长张荻,博士,毕业于日本大阪大学机械系;副院长耿东生,博士,毕业于中国科学院兰州化学物理研究所;副院长李星,博士,毕业于中科院成都有机化学研究所……

在这个41人的团队中,博士便有8个,90%以上有本科及以上学历。这支由材料科学、物理化学、电子学等领域专家和技术人才组成的研发团队,为每一个研发项目提供了最坚强的人力保障,也奠定了研究院的研发能力。

目前位于大英的石墨烯产业园主要进行生产,与技术研究院遥相呼应。“因为石墨烯的生产工艺较为复杂,反应时间较长,通常要24小时,大英产业园目前的一条生产线年产石墨烯的量在200吨左右。”研究院综合部主管赖强介绍。

作为新世纪才被发现的新型纳米材料,石墨烯生产的相关设备都是企业自主研发,这也为研究院的研发课题提供了广阔的空间。

“生产出来的石墨烯粉体不仅是产品,也是原材料。”赖强介绍,用石墨烯可以生产出涂料、导电油墨、橡胶复合材料、散热材料、导热界面材料等。把导热界面材料用于灯具、手机、电池等,可以延长其使用寿命。

光热光伏电机便是运用石墨烯超强的导电导热性能研发成功的,“可以用于生产,还在进一步完善。”它的研发成功便可取代传统的热水器和光伏板,将传统单一的光热光伏合二为一,提高能量利用率。“传统的光电利用率只有18%,而光电光伏电机能够提高到56.2%”。据了解,他们还将在遂宁周边规划一个小镇,屋顶全部安装光热光伏电机,让住户享受发电供热一体化,彻底做到低碳环保,最大限度利用能源。

进入研发尾声的PCB电机则是利用了石墨烯的超强导电性能,石墨烯加上铜粉代替了传统的铜丝,重量则减轻到传统电机的10%。PCB电机主要用于无人机,使其飞行时间数倍增长,还可以用于新能源电车等。“我们正在研究1000瓦的电机重量不超过800g,1500瓦的重量不超过1公斤。”

正在研发中的防弹衣则是利用了石墨烯的强韧性能。通过石墨烯与高分子膜复合,大大降低了防弹衣的重量,也让子弹无法穿透。传统防弹衣的重量在两公斤左右,石墨烯防弹衣研发出来后将在1公斤以内,并且石墨烯还具有抗菌效果,长时间穿着也不会滋生细菌。

今年省政府的《政府工作报告》中指出,把石墨烯作为重点产业进行培育。探索石墨烯与遂宁地区关联产业融合发展,以促进遂宁产业升级,也是遂宁石墨烯产业未来5年发展的焦点。

遂宁将抢抓石墨烯产业发展的新机遇,将四川石墨烯应用产业技术研究院的建设作为实施创新驱动战略和促进产业转型升级的重要抓手,力争建成石墨烯重大关键技术研发地、最新科技成果孵化地、高端产品制造地,引领四川省石墨烯产业跨越发展。

关键字:石墨烯

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