- 發布時間2018-01-24 18:21
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領先的(de)新技術(shu)行(xing)業研究公司(si)壹行(xing)研(Innova Research)在總結2017年初出版的(de)《2017年全球石(shi)墨烯(xi)(xi)七大(da)趨勢(shi)(shi)》的(de)基礎(chu)上(shang),最新公布(bu)了2018全球石(shi)墨烯(xi)(xi)九大(da)趨勢(shi)(shi)。這九大(da)趨勢(shi)(shi)分別對未來(lai)石(shi)墨烯(xi)(xi)制備、行(xing)業政策與相關投資、價格(ge)走勢(shi)(shi)、以及石(shi)墨烯(xi)(xi)在先進(jin)電(dian)子(zi)、儲能、復合材料等各大(da)主(zhu)要應用領域的(de)發展趨勢(shi)(shi)做(zuo)了展望。
趨勢一:石墨烯制備技術不斷突破
石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)制備(bei)技(ji)術(shu)(shu)不斷突(tu)破。美(mei)國能(neng)(neng)源部(bu)旗(qi)下(xia)的(de)阿貢國家實(shi)驗室(Argonne National Laboratory)新(xin)開發了(le)(le)一個應用(yong)金剛(gang)石(shi)(shi)襯底材(cai)料(liao)通(tong)過超高(gao)速化(hua)學氣相沉積(CVD)法制備(bei)單(dan)晶石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)的(de)技(ji)術(shu)(shu),這個技(ji)術(shu)(shu)可以(yi)大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)膜的(de)成本。在中國,北京大(da)(da)學和香港理(li)工大(da)(da)學合(he)作通(tong)過改進(jin)化(hua)學氣相沉積法來有效(xiao)提高(gao)石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)單(dan)晶膜的(de)生長速度。最近,更有日本研究(jiu)者開發了(le)(le)低溫(wen)CVD方法直接將石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)生長在塑料(liao)或者二氧化(hua)硅基底上(shang),來避免單(dan)晶膜轉移(yi)時可能(neng)(neng)受到(dao)的(de)損(sun)傷。壹行研(Innova Research)預計2018年會有更新(xin)穎的(de)石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)制備(bei)技(ji)術(shu)(shu)出現(xian)。石(shi)(shi)墨烯(xi)(xi)產品良率(lv)進(jin)一步提高(gao)、制備(bei)成本進(jin)一步下(xia)降(jiang)是大(da)(da)趨(qu)勢。
趨勢二:石墨烯原料呈現多樣化
石墨(mo)(mo)(mo)烯粉體制備通常以(yi)石墨(mo)(mo)(mo)為原(yuan)料(liao)(liao)(liao)。不過,壹(yi)行研(Innova Research)研究發(fa)現石墨(mo)(mo)(mo)烯原(yuan)料(liao)(liao)(liao)開始呈現多(duo)樣(yang)化的趨勢。除了(le)常規的石墨(mo)(mo)(mo)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)外,新(xin)開發(fa)的石墨(mo)(mo)(mo)烯微片的制備原(yuan)料(liao)(liao)(liao)多(duo)種多(duo)樣(yang),其(qi)中(zhong)甚至包(bao)括大豆油、廢棄生(sheng)物質等(deng)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)。石墨(mo)(mo)(mo)烯原(yuan)料(liao)(liao)(liao)多(duo)樣(yang)化有望提高原(yuan)料(liao)(liao)(liao)的可獲得性(xing),降(jiang)低原(yuan)料(liao)(liao)(liao)成本,從而(er)進一步降(jiang)低石墨(mo)(mo)(mo)烯材料(liao)(liao)(liao)的價格(ge)。
趨勢三(san):石(shi)墨烯產業標準化熱潮興起(qi)
2017年10月,由英國(guo)(guo)國(guo)(guo)家物理(li)實驗(yan)室(NPL)領(ling)(ling)導制定(ding)的(de)(de)世界上第一個ISO石(shi)墨(mo)烯標(biao)準(zhun)(zhun)出版。該(gai)標(biao)準(zhun)(zhun)定(ding)義了用于描述不同形式的(de)(de)石(shi)墨(mo)烯和(he)(he)(he)相關2D材料的(de)(de)術(shu)語(yu),并為石(shi)墨(mo)烯的(de)(de)測(ce)試和(he)(he)(he)驗(yan)證提供了可執行(xing)的(de)(de)依據和(he)(he)(he)標(biao)準(zhun)(zhun)。同期,領(ling)(ling)先的(de)(de)英國(guo)(guo)石(shi)墨(mo)烯公司Directa Plus和(he)(he)(he)意大(da)利的(de)(de)University of Insubria也(ye)主導制定(ding)了一個石(shi)墨(mo)烯生產(chan)標(biao)準(zhun)(zhun)流程。在中(zhong)國(guo)(guo),2017年2月中(zhong)國(guo)(guo)石(shi)墨(mo)烯國(guo)(guo)家標(biao)準(zhun)(zhun)提案(an)立項研討會在無錫石(shi)墨(mo)烯產(chan)業(ye)發(fa)展示(shi)范區召開,國(guo)(guo)內的(de)(de)石(shi)墨(mo)烯專家們(men)就石(shi)墨(mo)烯檢測(ce)與(yu)表征、通用基礎、安全、產(chan)品等46項標(biao)準(zhun)(zhun)立項提案(an)進行(xing)了探討。
作為一(yi)個(ge)新興(xing)的材料,石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)還沒有一(yi)個(ge)全球(qiu)認可的產業(ye)(ye)標準,甚至連什么產品算是(shi)石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)都是(shi)眾說紛紜。壹行研(Innova Research)認為,石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)產業(ye)(ye)的標準化是(shi)大勢所(suo)趨。在全球(qiu)范圍內,2018年我們會看到(dao)更多的石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)產業(ye)(ye)和技(ji)術標準落(luo)地,這將為石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)產業(ye)(ye)的健(jian)康發展打下(xia)良(liang)好的基礎。
趨勢四:各(ge)國在石墨(mo)烯領域的投資熱情(qing)持續高漲
各國(guo)針對石(shi)墨烯(xi)研發和(he)產(chan)(chan)業化的(de)投(tou)資(zi)以及(ji)扶持政(zheng)策(ce)不斷升級(ji)。除(chu)了中(zhong)國(guo)在十三(san)五計劃(hua)等(deng)國(guo)家(jia)級(ji)規劃(hua)中(zhong)一再確認石(shi)墨烯(xi)的(de)戰(zhan)略(lve)新興材(cai)料的(de)地位,并(bing)對石(shi)墨烯(xi)引(yin)導(dao)基金(jin)(jin)等(deng)的(de)持續投(tou)入外(wai),很多國(guo)外(wai)政(zheng)府(fu)、知名(ming)產(chan)(chan)業公司和(he)基金(jin)(jin)也對石(shi)墨烯(xi)技術關(guan)注有加。比(bi)較有影(ying)響力的(de)機構和(he)投(tou)資(zi)項(xiang)目包括阿聯(lian)酋的(de)阿布扎比(bi)未來能(neng)源(AbuDhabi Future Energy Company, Masdar),英(ying)國(guo)的(de)高等(deng)教育研究合作基金(jin)(jin)(Higher Education Funding Council for England's UK Research Partnership Investment Fund, UKRPIF)以及(ji)創(chuang)新英(ying)國(guo)(Innovate UK)耗資(zi)6000萬英(ying)鎊在曼徹斯特建設的(de)石(shi)墨烯(xi)工程創(chuang)新中(zhong)心(Graphene Engineering Innovation Centre,GEIC)。這個(ge)石(shi)墨烯(xi)工程創(chuang)新中(zhong)心預(yu)計在2018年(nian)開始運營。壹行研(Innova Research)預(yu)計,隨著石(shi)墨烯(xi)應用和(he)產(chan)(chan)業化的(de)不斷拓展,各國(guo)政(zheng)府(fu)、研究與投(tou)資(zi)機構在2018年(nian)對石(shi)墨烯(xi)領(ling)域支(zhi)持政(zheng)策(ce)以及(ji)相關(guan)的(de)資(zi)金(jin)(jin)投(tou)入將會有增無減。
趨勢五:石墨烯市場競爭激烈、價格持續走低
如(ru)壹(yi)行研(Innova Research)在(zai)《2017全(quan)球石墨(mo)(mo)烯(xi)七大趨(qu)(qu)勢(shi)》一文中(zhong)預測的(de)(de),隨著石墨(mo)(mo)烯(xi)產能的(de)(de)持續(xu)擴張,價格(ge)競爭趨(qu)(qu)于(yu)激烈,石墨(mo)(mo)烯(xi)價格(ge)(特別(bie)是石墨(mo)(mo)烯(xi)粉體(ti)的(de)(de)價格(ge))呈現連續(xu)下(xia)降的(de)(de)趨(qu)(qu)勢(shi)。
在中國,有些物理法制備(bei)的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)微片產品的(de)(de)價(jia)(jia)格已經降(jiang)至(zhi)幾元至(zhi)幾十元人民幣一公斤。在全球(qiu)市(shi)(shi)場,加拿(na)大的(de)(de)NanoXplore也宣稱要以10美元一公斤的(de)(de)價(jia)(jia)推廣高品質寡層(ceng)石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)粉體來搶占市(shi)(shi)場。 壹行研預(yu)計石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)價(jia)(jia)格下降(jiang)的(de)(de)趨(qu)勢在2018年將得以延續。隨著石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)制備(bei)技術(shu)的(de)(de)進一步完善(shan)、原料(liao)的(de)(de)多樣化(hua)和(he)原料(liao)價(jia)(jia)格的(de)(de)下降(jiang)、以及制備(bei)成本的(de)(de)進一步降(jiang)低(di)(di),石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)材料(liao)降(jiang)價(jia)(jia)的(de)(de)趨(qu)勢可能(neng)會從目前的(de)(de)中低(di)(di)端石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)材料(liao)延伸(shen)至(zhi)高端石(shi)(shi)(shi)墨烯(xi)材料(liao)。
趨勢六:石墨烯在傳感和其它電子領域的應用獲得突破
電子是石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)最大的(de)應用(yong)領(ling)域。 2017年(nian),除(chu)了(le)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)射頻標(biao)簽(RFID)、石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)的(de)電磁(ci)干擾屏蔽/靜電保護(EMI/ESD)元(yuan)器件等應用(yong),市場(chang)上出現了(le)更多的(de)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)電子產品。石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)在各個電子細(xi)分市場(chang)上的(de)拓展進一步(bu)深入。
相關(guan)新(xin)應(ying)用(yong)的案例包(bao)括西班牙的Graphenea成(cheng)功地將石(shi)(shi)墨烯(xi)應(ying)用(yong)于邏輯(ji)設備(200mm CMOS-compatible graphene wafers); Nanomedical Diagnostics開始出(chu)貨高(gao)靈(ling)敏度、小體(ti)積的石(shi)(shi)墨烯(xi)生物傳(chuan)感(gan)器(qi);Emberion開發的石(shi)(shi)墨烯(xi)傳(chuan)感(gan)器(qi)在近紅外(wai)成(cheng)像(xiang)及醫(yi)療和工業X射線成(cheng)像(xiang)等領域得到應(ying)用(yong)等等。另外(wai),還有多項集成(cheng)石(shi)(shi)墨烯(xi)材料的氣體(ti)和濕度傳(chuan)感(gan)器(qi)產品(pin)問世。
趨勢七:石墨烯在儲能領域的應用進一步拓展
儲(chu)能(neng)(neng)(neng)是石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)應(ying)用的(de)(de)三大(da)領域(yu)之一(yi),除了石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)(zai)導電(dian)液中(zhong)的(de)(de)應(ying)用外,石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)應(ying)用范圍也擴大(da)到鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)(chi)電(dian)極(ji)保護和(he)電(dian)極(ji)本身。目前,石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)在(zai)(zai)(zai)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)領域(yu)的(de)(de)典(dian)型應(ying)用案例(li)包括華為研究院(yuan)的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)電(dian)池(chi)(chi)保護材(cai)(cai)料(liao)和(he)加(jia)拿大(da)的(de)(de)Grafoid推(tui)出的(de)(de)一(yi)款(kuan)用于新一(yi)代鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)(chi)電(dian)極(ji)保護的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)復合材(cai)(cai)料(liao)惰(duo)性膜。2017年(nian),加(jia)拿大(da)的(de)(de)Saint Jean Carbon還發布了高純度石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)應(ying)用于陽(yang)極(ji)的(de)(de)鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)(chi),其(qi)測(ce)試電(dian)學性能(neng)(neng)(neng)優于傳統的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)陽(yang)極(ji)電(dian)池(chi)(chi)。壹行(xing)研(Innova Research)預測(ce)2018年(nian)石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)(zai)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)領域(yu)的(de)(de)應(ying)用將進一(yi)步拓展。并可能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)包括太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)在(zai)(zai)(zai)內的(de)(de)其(qi)他儲(chu)能(neng)(neng)(neng)產品(pin)上獲得突破(po)。
趨勢八、石墨烯防腐涂料和石墨烯紡織品值得關注
2018年,在石墨烯(xi)(xi)復合材料領域,值(zhi)得持續關注的(de)是石墨烯(xi)(xi)防(fang)(fang)腐涂料和石墨烯(xi)(xi)紡織(zhi)品。目前,石墨烯(xi)(xi)材料在紡織(zhi)物(wu)上的(de)應(ying)用開始商業(ye)化。相關案例包括全球石墨烯(xi)(xi)行業(ye)領頭(tou)企業(ye)Directa Plus和Colmar合作推出的(de)石墨烯(xi)(xi)增強纖維的(de)滑雪夾克。在中國(guo),南通強生凱(kai)瑞納的(de)防(fang)(fang)火紡織(zhi)物(wu)、深圳烯(xi)(xi)旺科技的(de)石墨烯(xi)(xi)發熱智能服飾及家紡產(chan)品也受到關注。
壹行研(Innova Research)預計,隨著石墨(mo)烯(xi)制(zhi)備(bei)成本的(de)進一(yi)步下降,除了業已實現商業出貨的(de)石墨(mo)烯(xi)涂(tu)料有可能從現在的(de)海上風電、高(gao)端(duan)船(chuan)只等高(gao)端(duan)市場(chang)向中端(duan)的(de)運動用品(pin)(pin)等大眾消(xiao)費品(pin)(pin)市場(chang)滲透外,石墨(mo)烯(xi)紡(fang)織品(pin)(pin)市場(chang)的(de)進一(yi)步發展也可以預期(qi)。石墨(mo)烯(xi)防(fang)腐涂(tu)料和石墨(mo)烯(xi)紡(fang)織品(pin)(pin)應(ying)用值得關(guan)注。
趨勢九:石墨烯在汽車上的應用開始落地
石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)在(zai)(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)上的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)開(kai)始落地(di)。2017年(nian)(nian),英國的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)公司Haydale與定(ding)制超跑制造(zao)商BAC合(he)作開(kai)發的(de)(de)BAC Mono石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)增(zeng)強(qiang)跑車(che)(che)在(zai)(zai)(zai)2017世界(jie)移動(dong)大(da)會(hui)亮相。另外,Fisker宣布在(zai)(zai)(zai)Fisker Emotion電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)(che)上采(cai)用(yong)(yong)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)電(dian)(dian)解液的(de)(de)固態電(dian)(dian)池(chi)以(yi)實現(xian)高速充電(dian)(dian)。正(zheng)如壹(yi)行研(yan)(Innova Research)在(zai)(zai)(zai)之前出(chu)版的(de)(de)《石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)+汽(qi)車(che)(che)漸行漸近》一文(wen)預測(ce)那樣,2018年(nian)(nian),我們將會(hui)看(kan)到更多的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)材料(liao)在(zai)(zai)(zai)輕量化(hua)(hua)車(che)(che)身(shen)結構(gou)復合(he)材料(liao)、車(che)(che)用(yong)(yong)傳感器、抗沖(chong)擊和散熱器件,以(yi)及動(dong)力電(dian)(dian)池(chi)等產品(pin)(pin)中得(de)到應(ying)用(yong)(yong)。這些車(che)(che)用(yong)(yong)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)(xi)產品(pin)(pin)的(de)(de)商業化(hua)(hua)潛力可能在(zai)(zai)(zai)未(wei)來(lai)幾年(nian)(nian)慢(man)慢(man)顯(xian)現(xian)。
壹行研(yan)(Innova Research)研(yan)究總(zong)監吳穎(ying)蘭(lan)博士指出:“石墨烯價格的下降和產品質量的提高將有效地刺激下游應用加快發展。展望2018年,石墨烯在電子、復合材料、儲能這三大應用領域的拓展將加快;另外,石墨烯行業標準將進一步完善,對石墨烯行業的進一步發展起到積極的作用;壹行研相信,在石墨烯產品定制化需求日益明顯的今天,能與下游應用商緊密合作開發相關的定制化的石墨烯產品和中間體的石墨烯供應商將能夠獲得更高的議價能力,從而在日益激烈的市場競爭中取得優勢。”
資料來源(yuan):壹行(xing)研,石(shi)墨(mo)烯資訊編輯整(zheng)理,轉載請注(zhu)明出處(chu)。