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市場(chǎng)熱度“過火” 石墨烯產(chǎn)業(yè)化短期無望


來源:證券時(shí)報(bào)

標(biāo)簽石墨烯
作為行業(yè)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(diǎn)過分了。從去年10月初兩位英國(guó)科學(xué)家因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)石墨烯而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)后,石墨烯在中國(guó)成為熱點(diǎn)詞匯,各地科研院所爭(zhēng)相研究,企業(yè)爭(zhēng)相投資,連地方政府也考慮將其產(chǎn)業(yè)化。

  沈萬慈對(duì)證券時(shí)報(bào)記者表示,至少在十幾年內(nèi),石墨烯產(chǎn)業(yè)化基本無望,“石墨烯的應(yīng)用還面臨很多難題,今后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還會(huì)處在探索階段”。沈萬慈是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的碳材料專家、清華大學(xué)退休教授,他同時(shí)還是中國(guó)非金屬礦工業(yè)石墨協(xié)會(huì)專家委員會(huì)主任委員。

  石墨烯多是微片

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

  廈門凱納成立于去年5月份,主要產(chǎn)品是石墨烯微片,通常所說石墨烯為單碳層,2個(gè)~10個(gè)碳層構(gòu)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(nèi),則稱為石墨烯微片。廈門凱納在其網(wǎng)站上自稱產(chǎn)品可以滿足高性能復(fù)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(jí)電容器、電池等新能源材料上的應(yīng)用,今年2月份和4月份打出招聘廣告,招聘研發(fā)人員和車間主任等,目前年產(chǎn)能為100噸。

  之所以不生產(chǎn)石墨烯,方崇卿稱是跟市場(chǎng)需求有關(guān),“要考慮經(jīng)濟(jì)效益”。去年記者曾采訪過方崇卿,和那時(shí)候的樂觀相比,他謹(jǐn)慎了許多!跋掠蔚膽(yīng)用太少了,即使上游拿出來產(chǎn)品,下游也用不上,短期難成規(guī)模!

  目前申請(qǐng)的石墨烯專利很多,在生產(chǎn)方法上,已經(jīng)有機(jī)械剝離法、SiC或金屬單晶表面外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氧化剝離法、插層剝離法及化學(xué)氣相沉積(CVD)法等。中國(guó)寶安(000009,股吧)采用的是“氟化膨脹石墨技術(shù)”,廈門凱納的則是氧化法。中科院寧波材料所新能源技術(shù)研究所研究員劉兆平稱他找到新的石墨烯制備技術(shù),這種技術(shù)是“國(guó)際領(lǐng)先的”,不過他不愿意透露這項(xiàng)技術(shù)的原理。泰州巨納新能源有限公司董事長(zhǎng)丁榮介紹,他們開始使用的是金屬單晶表面外延生長(zhǎng)法,現(xiàn)在則擁有多種不同的制備方法。

  方崇卿表示,產(chǎn)生石墨烯的原理有兩個(gè),一種是剝離,另一種是生產(chǎn),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(zhǎng)到一寸那么大。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者使用的即是剝離法,在單晶硅、黃金和銅表面生長(zhǎng)出石墨烯的方法,即為生長(zhǎng)法。用不同制備方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,其性能有很大差異。華僑大學(xué)陳國(guó)華教授表示,即使是單層石墨烯也有很多種,在一些應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)不同。

  科研人員還在就不同生產(chǎn)工藝下石墨烯特性進(jìn)行摸索。不少申請(qǐng)專利技術(shù)的公司已經(jīng)開始努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。除了上述廈門凱納開始進(jìn)行車間生產(chǎn)外,中科院寧波材料所新能源技術(shù)研究所劉兆平稱利用他的技術(shù)已形成年100噸產(chǎn)能。泰州巨納董事長(zhǎng)丁榮也有意投資興建百噸生產(chǎn)線。據(jù)媒體報(bào)道,無錫第六元素高科技發(fā)展有限公司石墨烯項(xiàng)目計(jì)劃3年內(nèi)產(chǎn)量達(dá)到150噸。上述公司中除利用劉兆平技術(shù)的公司成立時(shí)間不詳外,其余均成立于2010年。

  不過這些投產(chǎn)產(chǎn)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(nèi)”。去年證券時(shí)報(bào)記者采訪時(shí),有業(yè)內(nèi)透露石墨烯(單層)價(jià)格達(dá)到每克5000元,丁榮表示,現(xiàn)在已經(jīng)降到每克2500元~3000元左右。

  目前申請(qǐng)石墨烯制備專利眾多,但這些專利只表示可以生產(chǎn)出來石墨烯,或者找到某種方法或技術(shù),至于能否經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)出石墨烯來則另當(dāng)別論。

  試驗(yàn)效果低于預(yù)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(jiān)硬;作為單質(zhì),它在室溫下傳遞電子的速度比已知所有的導(dǎo)體和半導(dǎo)體都快(石墨烯中電子的遷移速度達(dá)到了光速的1/300),石墨烯的特殊原子結(jié)構(gòu)使其具備諸多性能,有可能在儲(chǔ)氫、新型鋰離子電池、超級(jí)電容器或者燃料電池得到應(yīng)用。

  即使石墨烯生產(chǎn)工藝問題解決,質(zhì)量有保證,但在應(yīng)用上如何保持單片石墨烯的優(yōu)良性能也有很大難度。沈萬慈表示,石墨烯的優(yōu)良性能是在單層情況下顯示出來的,如果要實(shí)際應(yīng)用,將石墨烯做成我們?nèi)庋勰芸吹降牟牧,就需要將很多片疊加起來,疊加之后的性能可能會(huì)發(fā)生很大變化!氨热缫缓撩椎氖┍∑,在熱量傳遞上就遞減很多。”

  研究發(fā)現(xiàn)石墨烯可以提高某些材料的性能,用作復(fù)合材料添加劑。但據(jù)沈萬慈所了解,當(dāng)石墨烯作為增強(qiáng)劑放到塑料制品中,性能有所提高,但提高程度并不如預(yù)期的大。實(shí)際上,石墨烯的排列方式也很難精確控制。

  目前申請(qǐng)的石墨烯專利多為制備方面,即集中在石墨烯生產(chǎn)領(lǐng)域,缺少石墨烯在應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)現(xiàn)。不過中國(guó)寶安申請(qǐng)的專利與應(yīng)用有關(guān),是在鋰離子電池中添加石墨烯以提高性能。

  關(guān)于石墨烯在電池材料中的應(yīng)用,沈萬慈所在的清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)也有這方面的實(shí)驗(yàn),但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想!霸谪(fù)極材料中加入石墨烯后,的確可以提高電池性能,但和加入石墨烯的成本相比,性能的提高顯得沒有經(jīng)濟(jì)性。”

  不過泰州巨納董事長(zhǎng)丁榮認(rèn)為,雖然石墨烯在用于生產(chǎn)某種產(chǎn)品時(shí)性能可能會(huì)受到影響,但只要這種產(chǎn)品在某一方面性能較為優(yōu)越,就體現(xiàn)了石墨烯的價(jià)值。作為產(chǎn)業(yè)人士,他對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)化持樂觀態(tài)度,認(rèn)為5年之內(nèi)即可走向市場(chǎng)。

  金路集團(tuán)(000510,股吧)投資1500萬元給中科院金屬研究所做研發(fā),目的也是為了讓其提供石墨烯基透明導(dǎo)電薄膜、三維網(wǎng)絡(luò)散熱材料和動(dòng)力電池用電極材料及產(chǎn)業(yè)化三個(gè)方面的產(chǎn)業(yè)化可行性報(bào)告,并組織相關(guān)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)開發(fā)方面的工作。但沈萬慈表示,根據(jù)自己對(duì)中科院金屬所的了解,他們的主要目的應(yīng)該是科研,以發(fā)表論文報(bào)告為主。

  市場(chǎng)炒作過度

  其實(shí)兩個(gè)英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯是在2004年,之后就有不少科研人員進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域,但直到去年獲得諾貝爾獎(jiǎng)垂青,石墨烯才被普通人關(guān)注,表現(xiàn)最熱切的還是資本市場(chǎng)。

  去年國(guó)慶節(jié)期間科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)石墨烯而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)后,股市上就出現(xiàn)一個(gè)新群體石墨烯概念股。市場(chǎng)首先炒作的是帶“炭”字的上市公司,因?yàn)槭袌?chǎng)認(rèn)為炭同石墨烯一樣,都是碳元素的不同表現(xiàn)形式,兩者接近。中鋼吉炭(000928,股吧)和方大炭素(600516,股吧)因此首先被挖掘出來。中鋼吉炭去年國(guó)慶節(jié)后8天累計(jì)漲幅達(dá)73.24%,今年2月份和10月份又兩次大幅上漲。中鋼吉炭為此發(fā)布三次公告,其中兩次撇清與石墨烯關(guān)系。上個(gè)月《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》出臺(tái),石墨烯概念股借機(jī)又漲,近期因?yàn)槊绹?guó)科學(xué)家在石墨烯領(lǐng)域取得新突破,石墨烯概念股風(fēng)云再起。

  “盡管都是碳元素,但炭素和石墨烯之間相差甚大,完全不是一個(gè)概念。”一位業(yè)內(nèi)人士表示。但這并不阻礙中鋼吉炭一波波被熱炒,而加入這個(gè)石墨烯概念的上市公司也越來越多。中國(guó)寶安是第一個(gè)公告明確進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域的公司。此后加入石墨烯陣營(yíng)的還有金路集團(tuán),其投資1500萬元,資助中科院金屬研究所進(jìn)行石墨烯研發(fā)。與力合股份(000532,股吧)間隔三層的第六元素公司也被挖掘出來,成了力合股份利好因素。其他傳出與石墨烯有染的還有天富熱電(600509,股吧)、新華錦(600735,股吧)、博云新材(002297,股吧)等。

  沈萬慈對(duì)上市公司向石墨烯領(lǐng)域投資感到不理解!拔艺J(rèn)為上市公司應(yīng)該關(guān)注的是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域!痹谏蛉f慈看來,石墨烯研究還處在科研階段,科研院所進(jìn)行探索是正,F(xiàn)象,而上市公司在此方面投資可能面臨很大風(fēng)險(xiǎn)。沈萬慈認(rèn)為,諾貝爾獎(jiǎng)是獎(jiǎng)勵(lì)重大發(fā)現(xiàn),但和產(chǎn)業(yè)的關(guān)系不可能立刻顯現(xiàn),甚至永遠(yuǎn)無法產(chǎn)業(yè)化。他舉了碳60的例子,當(dāng)年碳60被發(fā)現(xiàn),也授予諾貝爾獎(jiǎng),但直到現(xiàn)在,也沒有大規(guī)模應(yīng)用。

  廈門凱納總經(jīng)理助理方崇卿表示,公司跟下游很多客戶進(jìn)行交流,研發(fā)進(jìn)程沒有當(dāng)初預(yù)料的好。“我自己也炒股,但從來不買石墨烯概念股!

  四川省有一地方政府向沈萬慈詢問如何實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化,沈萬慈告訴他們“不要往這里面扔錢”。
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