中國電池網(wǎng)-中國電池雜志8月19日（楊陽 北京報道）“目前，我們將首先把生物質(zhì)石墨烯應用于我們生產(chǎn)的酚醛樹脂及其下游產(chǎn)品剎車片和砂輪、軌道交通高端復合材料‘輕芯鋼’等產(chǎn)品上。”19日在北京舉行的“圣泉集團生物質(zhì)石墨烯新技術發(fā)布會”現(xiàn)場，濟南圣泉集團股份有限公司（以下稱“圣泉集團”）董事長唐一林興奮地告訴《中國電池》雜志記者。
此間，由圣泉集團和黑龍江大學長江學者團隊聯(lián)合研發(fā)的“基團配位組裝法”工藝制備生物質(zhì)石墨烯宣告成功，同時，年產(chǎn)150噸生物質(zhì)石墨烯的中試生產(chǎn)線預計十月份試生產(chǎn)，而年設計生產(chǎn)能力為2000噸的全球首個以生物質(zhì)為原料的石墨烯工業(yè)化項目也正在立項申報中。
“隨著石墨烯應用領域相關工藝的逐步成熟完善，手機屏幕任意彎曲、電動汽車瞬間充電、電腦屏幕透明薄如白紙這些不可思議的事情將變成現(xiàn)實。石墨烯在推動全球科技進步的同時，也有望催生出一個萬億級產(chǎn)業(yè)?！笔ト瘓F生物質(zhì)炭材料研究所首席科學家、黑龍江大學副校長、長江學者付宏剛?cè)绱嗽u價這項技術商業(yè)價值和市場前景。
秸稈變身生物質(zhì)石墨烯
付宏剛介紹，石墨烯是英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈?杰姆和克斯特亞?諾沃消洛夫2004年在實驗室中通過試驗發(fā)現(xiàn)的僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片。因為其非同尋常的導電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強度和極好的透光性，有可能在現(xiàn)代電子科技產(chǎn)業(yè)引發(fā)一場顛覆性變革，石墨烯一時引起全球科研和產(chǎn)業(yè)界的高度關注，兩位科學家也因此在2010年雙雙獲得諾貝爾物理學獎。
然而，由于石墨烯制備成本過高，石墨烯領域的專利技術大部分還停留在科研階段。作為全球生物質(zhì)行業(yè)領軍企業(yè)，圣泉集團聯(lián)合黑龍江大學長江學者團隊，經(jīng)過艱難的技術攻關，首創(chuàng)了以農(nóng)作物秸桿為原料的生物質(zhì)石墨烯配位組裝制備工藝，檢測結(jié)果顯示：（1）在原子力顯微鏡和透射電鏡觀察下證實其層數(shù)為10層以下；（2）拉曼光譜中G帶峰與D帶峰的峰強比大于5；（3）電導率超過40000 S/m。其性能堪與以石墨為原料生產(chǎn)的同類產(chǎn)品媲美。
唐一林告訴記者，圣泉集團目前正全面整合研究資源和研究項目，已申報石墨烯相關專利30項，專利布局正在加緊進行之中。在此基礎上，圣泉集團規(guī)劃設計了全球首個以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)石墨烯的工業(yè)化項目，生物質(zhì)制備石墨烯優(yōu)勢更加明顯，生物質(zhì)原材料十分豐富，取之不盡用之不竭，環(huán)境污染小、能耗低、生產(chǎn)成本大幅降低，產(chǎn)品分散性能更好且更易儲存，是典型的環(huán)境友好型項目。
產(chǎn)品應用成果顯著
“我們將首先將石墨烯應有到企業(yè)現(xiàn)有的產(chǎn)品上?！碧埔涣窒Ｍ?，在使用了石墨烯之后，酚醛樹脂、輕芯鋼、剎車片、砂輪、砂紙等產(chǎn)品，將因為性能的大幅度提高而具有更強的市場競爭力。
將石墨烯加入到酚醛樹脂中，固化后抗沖擊強度可提高150%，彎曲強度提高40%；加入到軌道交通新型復合材料“輕芯鋼”上，可有效提升該材料強度一倍以上，同時其抗沖擊、抗彎曲性能和耐磨性均有顯著提升，且無毒、氣體釋放量小，適宜大量使用在高鐵、汽車、輪船、飛機等高端內(nèi)飾材料上。
目前在橡膠、皮革和塑料上的應用已經(jīng)取得顯著成果。據(jù)山東理工大學與圣泉集團共同出具的檢測報告顯示，在橡膠中添加1.5%的石墨烯，拉伸強度提高了90%，在PVB中添加1%石墨烯，拉伸強度提高了120%，在橡膠中添加10%的石墨烯，電導率提高了1000倍以上；將石墨烯加入到皮革中，能有效增加強度，提高防火性能，同時自然具有防靜電性能，目前僅在皮革表面PU層的的市場用量達到100萬噸，加入1%的石墨烯，需求達一萬噸；尤其在急需提升品質(zhì)的汽車內(nèi)飾皮革材料中加入石墨烯，可有效提高防火等級，材料強度、抗耐磨度、抗撕裂度、柔軟度和光澤度等均有顯著提升。
而在可預見的一段時間內(nèi)，最有可能因為石墨烯的廣泛應用而被改寫發(fā)展史的，將是汽車產(chǎn)業(yè)。用在剎車片上，磨損率大幅降低，同時在高溫下保證了摩擦系數(shù)的穩(wěn)定；加到輪胎上，可增加輪胎強度，有效延長輪胎使用壽命；用在汽車濾紙行業(yè)，其具備的良好散熱性和超強導電性，可確保及時釋放靜電荷，減少因劇烈摩擦引起的溫度驟升；下一步將研發(fā)用石墨烯加入電池電極材料中解決傳統(tǒng)鉛酸電池大電流充放電、壽命短的問題，同時解決傳統(tǒng)鋰電池充電速度慢、超級電容器蓄電能力差的問題……付宏剛認為，這對于中國未來若干年內(nèi)保持在電動汽車研發(fā)領域的領先地位意義深遠。
用價格力推產(chǎn)業(yè)升級
據(jù)了解，由于石墨烯領域的專利技術大部分還停留在科研階段，制備普遍成本過高，很難實現(xiàn)工業(yè)化商業(yè)生產(chǎn)，市場價格在200元/克左右，這在一定程度上限制了石墨烯的大規(guī)模廣泛使用。
源于其作為原料的農(nóng)作物秸桿的來源廣泛和價格低廉和進入工業(yè)化生產(chǎn)狀態(tài)后的充分量產(chǎn)，利器在手的圣泉集團從此可以以足夠的底氣，從容地重新架構(gòu)企業(yè)的競爭優(yōu)勢。
“中國生產(chǎn)的砂輪，在國外市場上只賣到其他國家同類產(chǎn)品1/5的價格。如果能夠通過石墨烯提高性能，哪怕咱和人家同樣價格出售，那我們的效益也將非?？捎^了?！碧埔涣钟幸鈴母纳乒井斚碌漠a(chǎn)品性能入手，打破石墨烯目前這種曲高和寡的市場狀態(tài)，而接下來，他們給予市場的將是一個石破天驚式的震撼?！?000噸的年產(chǎn)量，我們將自用1000噸，剩下的有意以1元/克的價格供應市場?！?
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