作為21世紀最具顛覆性的新材料,自誕生之日起,石墨烯就成為科技界和資本界追逐的熱點,而其所承載的贊譽和爭議一樣多。
石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子層厚度的二維晶體,作為唯一的二維碳材料,結構的特殊性也讓其在性能上呈現出其它碳材料所不具備的優勢——強度高、韌性強、透光率高、重量輕、導電性佳、導熱性優。
制造之難
科研和產業未有效銜接
目前我國的石墨烯生產企業已經超過百家,尤其在常州、青島、重慶、無錫、深圳等地形成了產業集群。但與海外三星、IBM、諾基亞、英特爾、陶氏化學等大公司推動產業化應用不同,中國的石墨烯生產多集中于中小型公司,大型企業較少參與。
但推至科研角度而言,中國在石墨烯研究處于世界領先位置。根據中華人民共和國知識產權局、Wind數據庫資料,2015年中國專利申請數量達7925個,居全球第一。而從專利布局來看,企業和學校總占比達80%以上,公司占比低于學校,產業化進程提速有限。
而在王昕的觀察看來,“我國雖然科研人員和成果數量大,但高精尖的原始科研成果還較少,大多采用跟蹤研究的方法,重大創新還比較少,研究成果還主要集中在基礎研究領域,高端應用技術還相對薄弱。”
空有產能 銷量低迷
更為值得關注的是,應用技術突破難導致產業鏈下游尚未形成,很多宣稱能夠生產上百噸石墨烯的公司,空有產能,卻很難賣出產品。
目前,國內能夠規模化量產的石墨烯公司只有少數幾家。記者查詢了各家官網公開資料,如常州第六元素材料科技股份有限公司2013年11月,一條年產100噸氧化石墨(烯)的自動化生產線宣布投產,并預計2016年可年產1000噸粉體石墨烯,銷售收入超過6億元。
但根據2016年年中業績報告,2016年上半年凈利潤為-1367.27萬元,比去年同期下降38.83%。石墨烯粉體收入增加約122.71萬元,觸摸傳感器收入增加了322.77萬元,雖然產品下游市場應用逐步打開,但銷售遠不及預期。而常州二維碳素材料有凈利潤-521.4萬元,青島華高墨烯明細利潤-283.8萬元。
空有產能,投入大量資金于設備、人員,卻很難賣出產品,成為我國石墨烯生產的尷尬現狀,由于下游需求未起,大部分石墨烯企業目前仍無法找到穩定的商業模式和盈利模式。
在石墨烯行業專家看來,雖然從2015年開始下游廠商對于石墨烯的應用積極性大幅提升,但目前市場上大部分下游企業家對于石墨烯還停留在概念上,并不清楚怎么使用。
“不少企業購進石墨烯材料等相關產品后,不針對產品特性進行加工工藝的改變。在這種情況下,石墨烯材料即使品質再高,也難以發揮其優越性,造成‘材料好、用不好’的現象屢屢出現。”王昕表示。
此外,從新材料到新產品轉變的周期較長,下游企業必須確保添加石墨烯材料的產品具有穩定性。拿電池生產企業舉例, 一批產品約需3個月出試驗結果,同款產品要做5~6批穩定性試驗才能確定其穩定性,決定是否導入。
“石墨烯的成本過高、在鋰電池中工藝特性不兼容等問題,使得‘石墨烯電池’這個技術接近于不存在。”王昕直言。
此外,一些企業粗制濫造生產的東西沒有人要,到處忽悠,使得市場對石墨烯的認知模糊,而當不成熟的產品盲目投放到市場,會帶有很大潛在風險,同樣是以電池生產為例,使用安全性究竟如何仍需要不斷測試。
產業化路徑
在石墨烯產業化方面,國外大公司的推動力量尤為明顯。以韓國為例,由于石墨烯在三星的主營業務領域均有著重大的應用前景,因此對于石墨烯的研究應用極為重視,不僅成立了自己的研發中心,還和韓國成均館大學合作,積累了大批石墨烯相關的技術專利。
而在美國擁有IBM、英特爾、波音等大公司,有利的創業環境催生了眾多小型石墨烯企業,形成了較為完整的產業鏈,覆蓋從制備及應用研究到石墨烯產品生產,直至下游應用全環節,加速了石墨烯的產業化和應用進程,產業布局呈多元化。
在中國“企業+研發機構+孵化器+加速器”的發展模式尚在摸索起步階段,石墨烯產業化技術路線和產業化路線及產業發展的階段目標、重點任務、重大工程等仍需要進一步明確。
下游應用反饋到科研方面,下游應用商到底需要什么性能的產品,能夠接受的價格是怎樣,想要應用于哪些領域,科研機構才能更具針對性地進行研發。
“只有得到下游應用需求的支撐,石墨烯產業才能真正散發出生命力和可持續性。”王昕表示。
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