21世纪被称为“炭世纪”,炭素材料素有“黑金子”的美称。目前已经形成规模应用的炭素新材料主要有各种特种石墨、碳纤维、炭/炭复合材料等,而更高端的石墨烯和炭纳米材料已经处于突破阶段。炭素新材料广泛用于航空航天、核能、风能、硬质材料制造等行业。9月7日,工信部在哈尔滨第一届国际新材料博览会上解读了即将公布的《新材料“十二五”规划》,其中将实现碳纤维、先进储能材料(将带动特种石墨核石墨负极材料)等的产业化、规模化。中国的“黑金子”绽放正当时。
特种石墨国产市场前景广阔
特种石墨主要指高强度、高密度、高纯度石墨制品,在电子、航天、军工、核电、冶金等众多领域都有十分重要的应用。在光伏、模具加工和核电等下游行业快速发展的背景下,“十二五”期间我国特种石墨产量将大幅增长,复合增长率有望达到35%。预计2015年我国各类特种石墨自给率将从目前的20%左右提升至45%。
“黑金子”之王—碳纤维
碳纤维被广泛应用于飞机制造、风力发电叶片、海洋钻探、汽车构件、体育器材、医疗器械、建筑补强材料等行业,被誉为21世纪的“新材料之王”。碳纤维作为战略性新兴产业中的一种重要产品,正受到越来越多人的关注。2010年PAN基碳纤维的全球需求量约5万吨,预计到2014年将超过7.5万吨,到2018年需求量将达到11万吨。目前国内碳纤维总产能为4000吨/年,而实际产量不足2000吨,自给率不足20%,进口替代市场空间巨大。
技术瓶颈突破 石墨烯概念卷土重来
《科技日报》发布消息,称美国俄亥俄州Nanotek仪器公司的研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新型储能设备,可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。
电动车,一分钟!这是个全新概念,为发展清洁能源,各国都投入了大量的精力去研究电动车,但是电池技术却成为最大瓶颈。一是电池的能量储存密度,指的是在一定的空间或质量物质中储存能量的大小,要解决的是电动车充一次电能跑多远的问题。二是电池的充电性能。人们希望电动车充电能像加油一样,在几分钟内就可以完成,但耗时问题始终是电池技术难以逾越的障碍。动辄数小时的充电时间,让许多对电动车感兴趣的人望而却步。
现有电池技术上主要采用的是锂电池和超级电容两种方式,锂电池存电量多,但是充电时间长,超级电容则相反,若是这种石墨烯电池能够投入生产,这无疑是一场革命,它的功率密度比锂电池高100倍;能量储存密度比传统超级电容高30倍。
想象一下,以后在加油站,电动车的充电时间将比加油还要快,而且比加油还便宜,普通汽车还会继续受欢迎吗?由于这种电池需要在阴极和阳极放置非常大的石墨烯表面,这对拥有上游资源以及相关技术的企业来说,无疑是个好消息。
(来源:华西都市报) |