石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。
日前,美国佐治亚理工学院研究人员创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体。研究团队使用特殊熔炉在碳化硅晶圆上生长石墨烯时取得了突破。他们生产了外延石墨烯,这是在碳化硅晶面上生长的单层。研究发现,当制造得当时,外延石墨烯会与碳化硅发生化学键合,并开始表现出半导体特性。测量表明,他们的石墨烯半导体的迁移率是硅的10倍。该项突破为开发全新电子产品打开了大门。研究发表在《自然》杂志上。
石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但目前已经得到了较为广泛的应用。石墨烯层数可分为单层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯;按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等;按照产品形态又可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。
全球石墨烯市场规模开始快速扩张,尤其在涂料、消费电子以及新能源能源,石墨烯需求大幅增长,进一步带动了全球石墨烯的市场规模,截至2022年全球石墨烯行业市场规模约99.39亿美元,同比增长22.52%,2016年到2022年市场规模增长了84.66亿美元,复合增长率为37.46%,保持着快速增长的态势。石墨烯行业在中国发展较晚,2013年中国初步实现了石墨烯对传统材料的替代,下游市场逐步打开,主要应用于锂电池和涂料等领域。石墨烯应用技术的进步丰富了下游应用市场,中国石墨烯行业市场规模也随之不断扩大。2022年我国石墨烯产业规模在335亿元左右。
当前国内对石墨烯材料的应用,主要集中在2大领域:一类是将石墨烯作为添加剂应用在已有产品中,用以改良和提升产品性能,比如添加石墨烯散热涂层的LED灯、石墨烯暖墙、石墨烯地板、石墨烯防腐涂料、石墨烯内暖纤维制成的服装、石墨烯防静电轮胎、加热片、石墨烯动力电池等产品;另一类是将石墨烯薄膜用于加热膜、智能手环、触摸屏、远红外理疗产品等。
从石墨烯产业细分市场来看,2016年中国石墨烯粉体市场规模为8739万元,2022年中国石墨烯粉体市场规模增长至64635万元。2016年中国石墨烯薄膜市场规模为821万元,2022年中国石墨烯薄膜市场规模增长至6590万元左右。2016年中国石墨烯材料市场规模为9560万元,2022年中国石墨烯材料市场规模增长至71225万元。
中国石墨矿床主要分布于华北地块、扬子地块周缘、天山—兴蒙造山带和秦祁昆造山带,石墨矿产地分布广泛,矿石种类齐全,以晶质石墨为主,隐晶质石墨为次,而储量又相对集中于少数成矿最有利的地区。其中2021年中国石墨产量为73.5万吨,同比增长13.1%。
根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年石墨烯产业现状及未来发展趋势分析报告》显示:
目前国内石墨烯全产业链布局已经初见雏形,基本覆盖了从制备及应用研究到石墨烯产品生产,直至下游应用的全环节。初步形成以北京为核心,东部沿海地区产业带和内蒙-黑龙江地区产业带为集聚区,多地点状分布式的产业发展格局。其中材料制备领域相关企业约300多家,产品以石墨烯粉体和薄膜两类材料为主,并且基本实现量产;应用领域相关企业超过600多家,覆盖了防腐涂料、热管理材料、储能、电子显示、大健康等多个领域。此外,还有一些技术服务、销售、投资、检测等企业,进一步完善了石墨烯全产业链体系。
石墨烯在全国范围内正呈现出蓬勃发展之势。目前中国已经基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。我国石墨烯产业化势头强劲,多个具有石墨烯特色的产业创新中心已露雏形。尤其是长三角地区,“东方碳谷”常州因其石墨烯相关产业的高度集聚而备受关注,宁波有中科院宁波材料所作为支撑,外加上海高校与科研院扎实的科研能力,三地之间协同发展、优势互补,石墨烯生产制备技术不断取得突破,应用产业化步伐迅速。
中国石墨烯行业整体发展形势良好。在企业数量方面,我国石墨烯产业在业企业数从2013年的3339家增长至2022年的12268家。2019年中国石墨烯产业规模达163亿元(下游应用制品市场规模),2022年我国石墨烯产业规模在335亿元左右。近几年来看,中国石墨烯产业规模约占全球石墨烯产业规模的30%以上,并有逐年提高的趋势。其中超级电容及锂电池领域市场份额占比较大,占到63.35%,市场份额达212.22亿元。
随着石墨烯制备和石墨烯应用技术水平的提升,石墨烯材料能够应用在更多的下游产品和领域中。最新石墨烯下游产品,包括石墨烯理疗保暖产品,石墨烯内暖纤维制成的服装,第二代石墨烯手机,石墨烯防弹衣、石墨烯防静电轮胎、石墨烯动力电池等等,显示出我国在石墨烯应用领域取得了很好的成绩。石墨烯的研究和产业化发展持续升温,未来将会应用于锂离子电池、锂硫电池、薄膜分离、超级电容器等制造中。
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2024-2029年石墨烯产业现状及未来发展趋势分析报告
石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。石墨烯虽然从合...
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