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上海新池突破石墨烯批量制备、应用两大难题!


更新时间:2021-09-15  浏览刺次数:


  北极星储能网讯:最近,位于嘉定工业区的上海新池能源科技有限公司,与中科院上海微系统所共建的石墨烯联合实验室传出了一项重大的好消息,经过数年的产学研联合攻关,石墨烯有望真正从实验室走出,走向市场实际应用。

  科技成果到产业化的最后一公里通常是充满了艰难险阻,有的因为无法握准前沿科技的正确发展发向而偏离路径,有的因为缺少第一桶金而胎死腹中,有的则因为一时找不到市场而弹尽粮绝。

  而石墨烯成功产业化的背后,是院、地、企三方产学研用紧密合作的结果,形成了以企业为主导,科研院所提供关键技术支撑,政府政策和资源聚焦的合作模式,打造了一个“市场指令传达—科研院所攻关—成果转化量产—产品上市销售—双方利益共享”的闭环路径。

  1克石墨烯,铺展开来,就能够覆盖一个足球场。2004年,英国物理学家安德烈和康斯坦丁成功得从石墨中分离出单层石墨烯,两人也因此于2010年获得诺贝热物理学奖,至此石墨烯成为了世界上唯一的以单原子层结构稳定存在的二维材料。

  这种材料拥有无数世界之最,厚度仅为头发丝的20万分之一,但比强度是钢的200倍,是世界上已知的最薄、最轻、最强的材料,导电、导热性能也最佳,因而引起了国内外科研团队的争相追逐,一旦石墨烯从实验室走向市场,将带来巨大的材料革命和市场经济效益。

  石墨烯这一战略材料受到国家高度重视,上海市更是将石墨烯列为“十三五”期间需要发展的战略性新兴产业,并建设研发与转化功能型平台。为服务国家重大战略,早在2009年,中科院上海微系统所即成立了石墨烯团队,承担国家科技重大专项、中科院方向性项目等,并在石墨烯粉体、石墨烯单晶和石墨烯器件三个方面取得了卓越的成就,是国内外具有一定影响力的专业石墨烯团队。

  捕捉到先机的不仅是科研院所,具有市场灵敏嗅觉的企业也在积极布局石墨烯产品。浙江民营企业正泰集团是一家生产电工材料的老牌企业,预见未来石墨烯在电工材料中会产生颠覆性影响,企业非常有动力致力于原创性技术开发和研发石墨烯系列电工材料。

  在嘉定工业区的牵线年正泰控股上海新池能源,并成立1000多平方米石墨烯联合实验室,致力于开发石墨烯在电工新材料方面的应用,特别是散热、触点和电线电缆等产品。中科院上海微系统所提供科研平台和研发支撑,嘉定工业区也为转化初期“添柴加火”,免去了其厂房租金,并通过政策聚焦,为企业申请创新扶持基金。

  前端的基础性研发创新固然重要,但要把石墨烯从神坛请下,为我们所用,这一步的难度却大于任何环节,要知道很多科技成果都死在从实验室到中试生产这一步上。实验室制备的是1克石墨烯,但是到实际生产却是1公斤,甚至是1吨。从1克到1公斤,数量放大1000倍,生产石墨烯的过程也发生了质的变化,对生产过程控制和产品均匀性的保证提出了更大的挑战。

  新池能源首席科学家,中科院上海微系统所研究员,丁古巧博士说,“没有什么捷径可走,就是在实验室做成百上千次试验,非常枯燥,搭建一个中试生产线,我们就用了大半年的时间”。

  目前,新池能源已经掌握了强氧化、弱氧化和无氧化等三代逐步提升的石墨烯材料技术,石墨烯制备技术更加环保、性能不断提升,成本逐渐下降,并已经建立了第一代和第三代石墨烯材料中试线,高品质石墨烯材料已经在上海市多家龙头企业试用。

  “酒香也怕巷子深,皇帝的女儿也愁嫁”。闯过了产品量产的难关后,创新企业还有一关考验。因为产品一时找不到市场,后续资金难以为继,导致弹尽粮绝,很多科创企业没能挺过最后一关。新池能源显然没有这样的顾虑,以企业为主导的创新,最终形成了一个产学研闭环路径。

  在石墨烯下游应用产品开发方面,新池能源围绕正泰集团产业链,特别是电工新材料,自主攻克了石墨烯和铜均匀体相复合的难题,金冠高手论坛,在国内外首次获得了石墨烯均匀体相添加的铜线材,它的巨大意义在于导电性能已经超越纯铜导线,如果未来性能导电性能进一步提升,将在触点和电线电缆等行业产生颠覆性应用。

  目前,新池能源正在建设一条石墨烯-铜复合材料生产线月建成,设计产能将达到每月2万平方米,预计年销售额将突破2000万元。未来将与国际知名电力电子企业合作,开展石墨烯—铜复合散热膜的应用,大大提升5G产品、移动终端等电力电子产品的导热、散热性能。

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