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【技E网动态】中科院系统石墨烯及石墨材料类项目

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中科院系统石墨烯及石墨材料类项目

 

大面积石墨烯薄膜 

一、项目背景 

大面积石墨烯薄膜在发光二极管、显示屏、太阳能电池等领域的器件与产品,如柔性透明电极、显示与触控器件、发光二极管、太阳能电池等具有广阔的应用前景。

二、项目简介 

该大面积石墨烯薄膜生产工艺为全球首条大面积石墨烯薄膜中试生产线,已于2013年12月投产,生产线从大腔室空间结构出发,进行多段式温度的反馈控制和空间多级进气方式的优化,结合限于空间的密集衬底堆叠技术,以及参数逐级优化系统方式,实现石墨烯薄膜在单晶尺寸、导电性和透光度方面的可控制备,主要包括铜箔基地石墨烯薄膜、PET基底石墨烯薄膜、PI基底石墨烯薄膜、半导体硅基底石墨烯薄膜、石英玻璃基底石墨烯薄膜。除铜箔基地石墨烯薄膜外,其他基底的石墨烯薄膜均为通过转移方法而生成。

石墨烯薄膜产品量产尺寸:300mm*300mm,光学透过率在95%以上,方块电阻200Ω/sq

三、市场前景 

随着全球对石墨烯及应用的持续深入的研究,石墨烯将在新能源、电子器件、电动汽车、智能穿戴等各个领域进行颠覆性的创造,为整个社会带来万亿级的经济效益和难以估量的社会效益。

石墨烯智能手机

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,也可视作单层石墨。石墨烯是目前已知的世上最薄、最坚硬、室温下导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料:它可以薄到只有一个碳原子的厚度,1毫米厚的石墨薄片中能剥离出300万层石墨烯;它很硬,其强度比钢还要高200倍;在室温下,电阻率最低的物质是银,而石墨烯的电阻率比银还小,并且透明。 

该项目以大面积石墨烯薄膜作为手机的触控导电薄膜,以石墨烯分体作为导电胶和散热材料应用于手机的锂离子电池和散热面板。这款手机采用石墨烯材料后,手机具有更好的触控性能、更长的待机时间、更优的导热性能。(1)由石墨烯薄膜制成的石墨烯触摸屏,具有更灵敏的触控性能,且透光率高达97%,色彩还原真实,画面纯净。(2)能量密度提升10%,石墨烯电池寿命提高50%。(3)石墨烯导热膜将局部50℃的高温均匀地传导至背部表面,表面最高温度可降低至35℃以下。 

作为全球首批3万部石墨烯手机,该技术成熟度已处于量产阶段,下一步将进一步对接石墨烯薄膜的下游应用领域,拓展石墨烯薄膜的应用范围。 

石墨烯作为新材料之王,随着技术进步及商业化应用加速,正获得巨大发展前景。十三五期间,我国欲将石墨烯打造成新材料产业发展的先导性产业。中国石墨烯产业正加速向先导产业发展,面对石墨烯生产和应用存在的技术转化能力弱、商业应用领域窄等问题,工信部将以市场开发遇到的问题为导向,以终端产品的需求为牵引,采取一条龙模式,帮助企业构建完善产业链。

吨级石墨烯生产技术

项目背景

石墨烯实验室制备的成本高昂,其工业化制备技术被全世界科学家广泛关注和研究着。

项目简介

该项目自2007年开始在国内较早启动研发,2009成为国际首批科研级石墨烯供应商,并注册商标。2013年在中科院支持下,与某能源集团合作开发石墨烯批量化生产技术,投资2000万建成吨级中试线,并获2015中国国际石墨烯创新创业大赛-优秀项目,一举将石墨烯粉体成本从1000元/克降至20元/克,突破了产业应用中的价格瓶颈。 

目前已形成高品质石墨烯和氧化石墨烯的粉体、浆料和薄膜等系列产品。其中,粉体产品纯度在99.9%以上,比表面积达600 - 1000 m2/g,该指标在国内外同类产品中遥遥领先。产品已在全球300余家科研与企事业单位推广应用,依靠过硬的品质和稳定的质量获得用户和同行的一致认可。 

2013年建成扣式及软包超级电容器组装评测平台,2014年承担某省重点科技攻关专项,同某大型集团合作开发石墨烯超级电容器中试技术及应用示范。已形成石墨烯电极浆料、导电油墨和超级电容器等下游产品。

市场前景

石墨烯作为新材料之王,随着技术进步及商业化应用加速,正获得巨大发展前景。当前,我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期。随着全球对石墨烯及应用的持续深入的研究,石墨烯将在新能源、电子器件、电动汽车、智能穿戴等各个领域进行颠覆性的创造,为整个社会带来万亿级的经济效益和难以估量的社会效益。

 

 

连续化制备高质量单原子层石墨烯中试系统 

受石墨烯材料生产技术成熟度不高、产业化应用路径长等因素制约,我国石墨烯材料批量化生产和应用尚未完全实现,还存在技术转化能力弱、工装控制精度低、质量性能波动大、生产成本比较高、标准化建设滞后、商业应用领域窄等问题。

以石墨烯为代表的的二维原子晶体材料具有众多奇特的物理化学性质,将会推动电子、信息、能源、环境等领域发生革命性的变化。但是目前在宏量制备和应用方面都面临着技术瓶颈,集中表现在:第一,缺乏连续化制备工艺。现有的间歇式生长模式,导致石墨烯材料低效率的制备和昂贵的价格,限制其在更多领域的应用研究;第二,缺少全流程自动化精确控制。石墨烯制备遵循特定的工艺流程,非自动化操作易引发材料的随机性生长,不利于工艺稳定性和可重复性;第三,难以形成规模化应用平台。针对上述问题,中科院过程工程研究所完全自主创新研制了国内第一套连续化流水线型制备单原子层石墨烯的自动化系统,以满足不同领域对该类材料的需求。

石墨烯是在光、电、热、力等方面具有优异性能,极具应用潜力、可广泛服务于经济社会发展的新材料。在能源装备、交通运输、航空航天、海工装备等产品上已呈现良好应用前景。

我国石墨烯材料及应用经过自主系统研发,生产技术、材料、智能穿戴等产品上的应用效果逐步显现,产业化势头可喜,多个具有石墨烯特色的产业创新示范区已露雏形,产业化步伐明显加快。当前,我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期。

 

大规模储能用高导热石墨相变复合材料 

一、项目背景 

相变复合材料是提高能源利用效率和保护环境的重要材料,可用于解决热能供给与需求失配的矛盾。在太阳能利用、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能领域具有广泛的前景,是世界范围内的研究热点。

二、项目简介 

高导热石墨相变复合材料兼具石墨材料高导热以及相变材料(有机相变材料、无机相变材料等)高蓄热能力的特征,彻底解决了相变蓄热材料存在的移热效率低,存在溢流渗漏等问题。

高导热石墨相变复合材料的技术指标: 

1)泡沫石墨基材: 

体积密度:0.10.3g/cm3; 

热导率:1050W/mK; 

2)相变复合材料 

体积密度:0.91.2g/cm3; 

热导率:1050W/mK; 

潜热:120180KJ/Kg; 

3)复合材料尺寸: 

幅宽:1000mm; 

厚度:520mm; 

长度:连续(根据需要裁切)。 

目前,该高导热石墨相变复合材料已经通过中试验证,技术成熟,具备产业化开发前景,符合国家节能环保战略需求。

三、市场前景

高导热石墨相变复合材料在其相变温度附近发生相变,释放或吸收大量热量,这一特征可被用于储存能量或控制环境温度目的,在许多领域具有应用价值。可广泛地应用于太阳能吸收利用、工业余热和废热回收利用、绿色建筑、室内采暖、低温物理干燥等诸多应用领域。

 

合作咨询

联系人:陈经理

电话:010-62679578

E-mail:qschen@ctex.cn


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