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石墨烯工业化了吗(石墨烯产业是什么)

石墨烯工业化了吗(石墨烯产业是什么) 石墨烯离产业化还有多远?

自2004年,英国科学家安德烈•杰姆和克斯特亚•诺沃消洛夫等人制备出石墨烯以来,石墨烯便以优异的导电性和巨大的理论比表面积,拓展了电化学储能的应用前景,因而受到了业界人士的普遍关注。

石墨烯作为简单碳家族的新成员,与石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管有很大不同。石墨烯是单原子厚度的真二维材料,其优异的力学、光学和电学性能为其在光电器件、复合材料、气体存储与分离、传感器、药物载体和清洁能源等领域的广泛应用奠定了基础。但是,由于& pi-& pi;并且石墨烯结构不稳定,容易自团聚形成石墨结构,从而失去其优越的性能。因此,石墨烯的宏观制备和结构控制仍然是当前研究的难点。

虽然研究石墨烯的工业化生产和结构控制很难,但研究人员并没有放弃。近日,中科院电工所马彦伟课题组在多孔石墨烯的宏观制备方面取得重要进展。通过采用一种新方法& mdash燃烧技术在二氧化碳气体中点燃镁条,在碳酸氢铵溶液中原位淬火,成功制备出具有大量介孔结构的高质量石墨烯材料。

在新方法下,25克镁带可以生产出大约1克石墨烯。该石墨烯的中孔是有序的,比表面积为756 m2/g,中孔尺寸分布为约2 nm和7 nm,孔体积为1.5cm3/g..石墨烯基对称超级电容器在离子液体电解质中的能量密度高达51.5 Wh/kg,对应的功率密度为1 kW/kg。当功率密度为20 kW/kg时,能量密度保持在23.1 Wh/kg。在0.2 A/g电流密度下循环250周后,锂离子电池负极材料的比容量保持在570 mAh/g。以上数值基于电极材料。

这种新方法是介孔有序结构石墨烯的无模板自生长,具有操作简单、成本低、环境友好、高质量和高产量等优点。为石墨烯的大规模制备拓展了新的途径。同时应该清醒地认识到,新方法的出现并不意味着石墨烯产业化时代的到来,实现石墨烯产业化还有很长的路要走。

近期,石墨烯产业需要进一步解决低成本和规模化生产两大问题。目前石墨烯的市场价格大多在1000元/g左右,比黄金还贵的材料要广泛应用于工业显然不太现实。只是随着石墨烯的大规模生产,价格进一步下降到50元/克甚至1 ~ 5元/克& ldquo菜价& rdquo只有这样,市场才会真正活跃起来,购买石墨烯的大客户也不会只是一些企业的大学实验室和研究机构。

从长远来看,石墨烯的应用技术应该会更加完善,比如触摸屏、传感器等器件上的大规模应用技术。不能只停留在实验室阶段,要真正适合企业的生产和市场需求,至少需要3到5年。

总之,虽然石墨烯的产业化还不成熟,但只要找到好的突破点,研究出实用的石墨烯制备和应用技术,石墨烯就可以大量应用到现实生活中& ldquo发烧& rdquo会来的。

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