高烯科技,全球唯一单层氧化石墨烯量产商带领石墨烯“走向现实”

材料技术观察 2023-11-03
2168 字丨阅读本文需 6 分钟

今年中秋国庆假期,石墨烯电池成为两轮电动车市场新锐,为雅迪等行业头部品牌带来火爆销售额。不久前,浙江大学又研制出新型石墨烯电池,快充1.1秒即可充满电,频繁充电不影响使用寿命,用于智能手机时即使每天充电多次也能让电池使用几十年。被誉为新材料“明星”的石墨烯,是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,正在国民经济各领域发挥着重要作用。

石墨烯到底有何神奇之处?

“石墨烯是目前发现的最轻、最薄、最硬且柔性、透明、导电的材料。”国家石墨烯创新中心主任刘兆平介绍,石墨烯具有优异的导电性和导热性,载流子迁移率是硅的10倍,有望用于制造超高比能动力电池和超高频率芯片;其导热性能优于碳纳米管,有望成为电子产品的新一代导热散热材料;它的硬度超过金刚石,强度是钢的100倍,具有极高的透光率和比表面积,可用于柔性显示和海水淡化等领域;作为硅基芯片的一种可能替代路线,由石墨烯材料制造的“碳基芯片”展现出迷人前景。

工业和信息化部2015年公布的《中国制造2025重点领域技术路线图》指出,石墨烯材料集多种优异性能于一体,是主导未来高科技竞争的超级材料,广泛应用于电子信息、新能源、航空航天以及柔性电子等领域,可极大推动相关产业的快速发展和升级换代,市场前景巨大,有望催生产业规模千亿元。

单层氧化石墨烯全球唯一量产商

杭州高烯科技有限公司作为全球单层氧化石墨烯唯一量产商,在石墨烯行业内深耕细织十余年,在"专精特新"的发展道路上坚定前行,努力将单层氧化石墨烯及相关产品做到专业化、在技术工艺上追求精细化、服务上做到特色化、创新成果达到新颖化。高烯·石墨烯多功能复合纤维集远红外发射、负离子发生、紫外线防护、抑菌、抑制螨虫等多功能一体,以全球首创填补该领域市场空白。"国内良好的政策支持发展环境和创新生态,为高烯由小到大、由大到强、由强变优的提供了优质的土壤,未来我们将继续与产业链上下游合作企业融合共生、共享共赢,为健康中国赋能,为美丽中国添彩,为人类命运共同体的健康穿戴献上中国方案。"公司总经理汪洋说道。

高烯科技致力于石墨烯“1-2-2型”科技成果的孵化、工程化及产业化,以高烯®石墨烯为核心原料,以石墨烯基碳纤维、高烯®纤维-石墨烯多功能复合纤维、高烯®石墨烯散热产品、高烯®石墨烯发热产品为重要应用领域,贯通料材器用,形成顶天立地格局。同时,以“石墨烯+”模式,为其他应用场景提供研发支持和技术解决方案。

高烯®石墨烯,石墨烯大规模应用的优质原料。其表面含有丰富的羧基、羟基和环氧基等含氧官能团,易在水及极性有机溶剂中溶解或分散,易进行改性、修饰、掺杂。具有全单层结构、大尺寸、超纯度、多构象、高溶解度、明亮液晶态、连续可纺性、上佳分散力、粉末再分散性优异九大特性。此外,它还易于通过湿法加工成各种宏观材料,也易还原成石墨烯,便于实际应用。

高烯科技于2019年建成全球第一条纺丝级单层氧化石墨烯量产线,为生产出更加质优价美的石墨烯提供了可能,也为石墨烯行业高质量快速发展奠定了基础。高烯®石墨烯,获国际石墨烯产品认证中心(IGCC)全球首个单层氧化石墨烯产品认证,可作为科研院所科研原料、石墨烯多功能复合纤维原料、石墨烯散热膜原料、纯石墨烯纤维原料、石墨烯电池原料、石墨烯光电子芯片原料及其他石墨烯相关产品的原料。目前已为全球1000多家科研机构及团队提供原料。

发力新材料产业化,带领石墨烯技术“走向现实”

除了单层石墨烯原料之外,高烯科技还针对产业化进一步开发了石墨烯纤维、散热膜、发热膜等自研产品,以及石墨烯气凝胶、石墨烯电池、石墨系光电子芯片等面向未来固态材料、储能市场的战略技术。

其中,石墨烯碳基纤维作为一种导电导热性能上均优于传统碳纤维的新型品种,制备路径与传统碳纤维有所不同。目前,高导热高模量沥青碳基纤维的工业化生产过程仍然沿用石油化工制备路径,其代表企业为日本石墨纤维(NGF)、日本三菱化学(MPI)、美国氰特(Cytec)。高烯科技的技术手段则是将由石墨化学剥离而出的氧化石墨烯及液晶,由湿法纺丝进行高温处理,从而得到石墨烯纤维。新的材料和制备路径,既能够帮助中国市场解决工业垄断所带来的战略性材料“卡脖子”问题,也意味着新的换道超车机遇。

目前,高烯科技正在立项并推动建立单层氧化石墨烯的国际标准。未来,其创新的高导热石墨烯碳基纤维有望逐步代替现有的沥青碳基纤维市场,通过塑化拉伸技术实现高强度高模量占领市场,进而实现碳纤维行业的结构功能一体化。值得一提的是,高端沥青碳基纤维售价为10-20万元/kg,相较美日的技术封锁和禁售趋势,国内目前基本处于技术空白的阶段,「高烯科技」的石墨烯碳纤维售价为2-5万元/kg,成本可控,且具有较高的利润空间。

团队方面,高烯科技依托于浙江大学石墨烯科学家团队,创始人兼首席科学家高超,任浙江大学分子系教授、博士生导师,同时为中央军委科技委碳基材料专家组成员。2022年,高超教授团队研究成果“氧化石墨烯液晶及可控宏观组装材料”项目荣获了浙江省自然科学奖一等奖。

日前,高烯科技在第五届国际石墨烯日活动上发起成立了产业合作组织高烯联盟,并发布了免费开放专利的决策,与产业链共享原创石墨烯专利成果及原料。

“多方智慧和力量的融合,能够让石墨烯技术走出实验室,更好地找到自己的用武之地。”

高超直言,真正好的科技创新应该促进的是产业信任与公平,而非只有竞争。而新合作模式的建立,也将有利于优化资源配置,让中国市场能够步入未来石墨烯关键技术的征途。

“梦之所引,虽远必达;志之所趋,虽艰必克”。随着科学研究的深入以及市场的反馈,石墨烯已逐渐从实验室走向了大众,相信在不远的将来,石墨烯材料将以新一代精密电子产品、高性能复合材料和可穿戴纺织品等形式积极融入到人们日常生活中,为全人类的福祉掀起新一轮碳材料潮流!

文章来源: 中国纺织杂志,高烯科技,36氪,光明网,石墨烯联盟

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