市場熱度“過火”石墨烯產業化短期無望

作為行業專家，研究了一輩子碳材料的沈萬慈也覺得石墨烯火得有點過分了。從去年10月初兩位英國科學家因為發現石墨烯而獲得諾貝爾物理學獎后，石墨烯在中國成為熱點詞匯，各地科研院所爭相研究，企業爭相投資，連地方政府也考慮將其產業化。

　　沈萬慈對證券時報記者表示，至少在十幾年內，石墨烯產業化基本無望，“石墨烯的應用還面臨很多難題，今后很長時間內還會處在探索階段”。沈萬慈是業內公認的碳材料專家、清華大學退休教授，他同時還是中國非金屬礦工業石墨協會專家委員會主任委員。

　　石墨烯多是微片

　　廈門凱納石墨烯技術有限公司總經理助理方崇卿表示，生產出石墨烯并不困難，石墨烯生產技術是公開的，普通物理化學老師都能將其生產出來，難的是怎么批量化生產。

　　廈門凱納成立于去年5月份，主要產品是石墨烯微片，通常所說石墨烯為單碳層，2個~10個碳層構成稱為多層石墨烯，超過10層而其厚度在5納米~100納米范圍內，則稱為石墨烯微片。廈門凱納在其網站上自稱產品可以滿足高性能復合材料、顯示材料和傳感材料等精密電子功能材料以及在超級電容器、電池等新能源材料上的應用，今年2月份和4月份打出招聘廣告，招聘研發人員和車間主任等，目前年產能為100噸。

　　之所以不生產石墨烯，方崇卿稱是跟市場需求有關，“要考慮經濟效益”。去年記者曾采訪過方崇卿，和那時候的樂觀相比，他謹慎了許多。“下游的應用太少了，即使上游拿出來產品，下游也用不上，短期難成規模。”

　　目前申請的石墨烯專利很多，在生產方法上，已經有機械剝離法、SiC或金屬單晶表面外延生長法、化學氧化剝離法、插層剝離法及化學氣相沉積CVD法等。中國寶安采用的是“氟化膨脹石墨技術”，廈門凱納的則是氧化法。中科院寧波材料所新能源技術研究所研究員劉兆平稱他找到新的石墨烯制備技術，這種技術是“國際領先的”，不過他不愿意透露這項技術的原理。泰州巨納新能源有限公司董事長丁榮介紹，他們開始使用的是金屬單晶表面外延生長法，現在則擁有多種不同的制備方法。

　　方崇卿表示，產生石墨烯的原理有兩個，一種是剝離，另一種是生產，就好比需要直徑一寸的木材，一種是從大的木材上切削出來，另一種是種下小樹長到一寸那么大。諾貝爾獎獲得者使用的即是剝離法，在單晶硅、黃金和銅表面生長出石墨烯的方法，即為生長法。用不同制備方法生產出來的產品，其性能有很大差異。華僑大學陳國華教授表示，即使是單層石墨烯也有很多種，在一些應用領域表現不同。

　　科研人員還在就不同生產工藝下石墨烯特性進行摸索。不少申請專利技術的公司已經開始努力實現產業化。除了上述廈門凱納開始進行車間生產外，中科院寧波材料所新能源技術研究所劉兆平稱利用他的技術已形成年100噸產能。泰州巨納董事長丁榮也有意投資興建百噸生產線。據媒體報道，無錫第六元素高科技發展有限公司石墨烯項目計劃3年內產量達到150噸。上述公司中除利用劉兆平技術的公司成立時間不詳外，其余均成立于2010年。

　　不過這些投產產品多為多層石墨烯疊加起來的微片，呈粉末狀。丁榮稱其公司與眾不同的是，“我們可以控制石墨烯在10層以內”。去年證券時報記者采訪時，有業內透露石墨烯單層價格達到每克5000元，丁榮表示，現在已經降到每克2500元~3000元左右。

　　目前申請石墨烯制備專利眾多，但這些專利只表示可以生產出來石墨烯，或者找到某種方法或技術，至于能否經濟有效地生產出石墨烯來則另當別論。

　　試驗效果低于預期

　　資料顯示，石墨烯的厚度只有0.335納米，是已知材料中最薄的一種，非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知所有的導體和半導體都快石墨烯中電子的遷移速度達到了光速的1/300，石墨烯的特殊原子結構使其具備諸多性能，有可能在儲氫、新型鋰離子電池、超級電容器或者燃料電池得到應用。

　　即使石墨烯生產工藝問題解決，質量有保證，但在應用上如何保持單片石墨烯的優良性能也有很大難度。沈萬慈表示，石墨烯的優良性能是在單層情況下顯示出來的，如果要實際應用，將石墨烯做成我們肉眼能看到的材料，就需要將很多片疊加起來，疊加之后的性能可能會發生很大變化。“比如一毫米的石墨烯薄片，在熱量傳遞上就遞減很多。”

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