2023年石墨烯行业十大事件 - 联盟动态 - 国家石墨烯创新中心石墨烯联盟(CGIA)
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2023年石墨烯行业十大事件

 

 

 

 

 

2023年度

 
 

石墨烯行业十大事件

 

技/术/全/球/并/购

产/业/中/国/整/合

 
 

一、政策加码推动行业高质量发展

2023年7月14日,国家发展改革委会同有关部门修订形成了《产业结构调整指导目录(2023年本,征求意见稿)》。目录由鼓励、限制和淘汰三大类组成,其中鼓励类主要是对经济社会发展有重要促进作用的技术、装备及产品,石墨烯材料被列入鼓励类目录。

2023年8月28日,工业和信息化部及国务院国资委联合发布关于印发《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》的通知,目的在于加快前沿材料产业化创新发展,引导形成发展合力。石墨烯材料位列其中,指出:石墨烯,性能特点:碳原子以sp2杂化共价键连接形成的二维碳材料,具有优异的光、热、力、电性质,兼具良好的化学稳定性。包括高导电石墨烯铜基复合材料、石墨烯电极材料等。潜在应用领域:轨道交通、航空航天装备、新能源、新一代信息技术等。

2023年12月22日,工业和信息化部发布《工业和信息化部关于发布重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)的通告》,石墨烯散热材料、涂布法制备石墨烯电热膜、石墨烯导热复合材料、石墨烯改性发泡材料、石墨烯改性润滑材料、石墨烯防爆电伴热材料等石墨烯材料赫然在列!

 
 
 
 
 
 

二、传承创业奋斗薪火,致敬石墨烯追梦人

“创业十年 石墨烯中国梦”庆典活动成功

 

2023年11月10日晚,中国石墨烯人的盛典——“创业十年 石墨烯中国梦”庆典活动于上海2023(第十届)中国国际石墨烯创新大会期间隆重举行。

4位为中国石墨烯产业进步和发展做出突出贡献、在行业内具有极大影响力的著名企业家/专家获得了中国石墨烯产业风云人物称号,他们是:“中国石墨烯产业播种人”——安德烈·海姆教授,“中国石墨烯产业奠基人”——冯冠平董事长,“中国石墨烯产业领航人”——刘忠范院士,“中国石墨烯产业护航人”——李义春理事长。

8位坚守创业初心,致力于石墨烯科技成果转化,为推进石墨烯产业化进程做出杰出贡献的企业家获得了“中国石墨烯创业功勋人物”称号,他们分别是:瞿研,刘兆平,侯士峰,高超,陈利军,潘东晓,丁古巧,方崇卿。

 
 
 
 
 
 

三、工信部原材料工业司参加

第十届中国国际石墨烯创新大会

2023年11月10—12日,石墨烯联盟(CGIA)成立十周年之际,在上海市经济和信息化委员会、上海市科学技术委员会等单位的指导下,由上海市宝山区人民政府、上海大学、国家石墨烯创新中心和石墨烯联盟(CGIA)联合主办的“2023(第十届)中国国际石墨烯创新大会”在沪成功举办。

工业和信息化部原材料工业司副司长邢涛,中国科学院院士、全国政协常委、北京石墨烯研究院院长刘忠范,2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆,深圳清华大学研究院创始院长,深圳烯旺新材料科技股份有限公司董事长冯冠平,国家新材料产业发展专家咨询委员会委员、石墨烯联盟(CGIA)理事长李义春,国家石墨烯创新中心主任刘兆平,上海大学党委书记成旦红,上海市经济信息化委副主任阮力,宝山区人大常委会副主任、党组副书记吴志宏等出席了大会。

大会以“走进生活 赋能未来”为主题,聚焦科技成果转化、国际合作、产业链供应链,携手终端用户打造10多场专业化论坛。通过2023年度石墨烯企业家领袖峰会、第四届国际石墨烯颁奖典礼、“创业十年 石墨烯中国梦”联盟十周年颁奖庆典、长三角石墨烯行业质量提升项目联席会议、国际合作圆桌会、国际石墨烯创业项目投资路演、清华团队石墨烯产业化项目推介专场、2023中国国际石墨烯材料博览会等特色活动。

三天会议时间里,来自20多个国家地区的100多位全球顶级专家、1000名现场参会者和10万多名线上参会观众齐聚2023中国国际石墨烯创新大会,多维度、多角度分享与探讨了石墨烯行业热点话题,携手打造了一场具有创新性、多元化的全球石墨烯学术盛宴,助力推动石墨烯实现产业应用,将技术研究变为触手可及的生活产品,同时积极探索通过石墨烯材料助力突破战略性新兴产业“卡脖子”问题,为未来产业提供新支撑、开辟新赛道、带来新机遇。

 
 
 
 
 
 

四、欧盟石墨烯旗舰计划十周年:

欧盟石墨烯将继续远航

2023年9月4—12日,受欧盟石墨烯周(Graphene Week)组委会邀请,石墨烯联盟(CGIA)率中国石墨烯代表团参加了由欧盟石墨烯旗舰计划管理机构在瑞典哥德堡举办的石墨烯周会议,并顺访相关机构。

23年是石墨烯旗舰计划的收官之年,23年欧洲石墨烯周也是一场关于欧盟石墨烯旗舰计划的十年总结和未来展望的会议。石墨烯旗舰计划十年以来收获了83项发明专利,发表5300篇论文,引用超过275000次,孵化17家公司,形成100余个产品,累计吸引的社会民间资本远超欧盟投入的10倍以上,为27个欧盟国家的GDP创造38亿欧元的总贡献和3.8万个新工作岗位。欧盟石墨烯旗舰计划用十年时间证明了石墨烯在诸多领域的应用潜力,下一阶段欧盟将把石墨烯的产业重心聚焦到芯片半导体、绿色低碳、清洁能源等战略领域,进一步强化石墨烯二维材料对欧盟战略的支撑作用。

会议期间,石墨烯联盟(CGIA)与旗舰计划创新负责人Kari Hjelt博士、旗舰计划科技顾问Luigi Colombo博士等国际知名专家相互交流了中欧石墨烯产业发展的情况和合作互补的看法,探讨双方共同推动合作交流的可能。

欧盟石墨烯旗舰继续航行。石墨烯旗舰项目正在驶向新的征程,它采用了不同的资助结构,以适应围绕石墨烯和层状材料不断扩大的欧洲生态系统。在十年成功经验的基础上,“石墨烯旗舰计划”将在欧盟委员会的 近1000亿欧元的“地平线欧洲”(Horizon Europe)资助计划下继续前行,并陆续启动了一批新的石墨烯项目,如下所示:

(1)2D-BioPAD项目,项目预算600万欧元,开发一种基于石墨烯材料的用于早期阿尔茨海默病检测的诊断系统;

(2)欧洲创新者启动 GRAPHERGIA 项目,旨在为纺织品和电池技术的能量收集带来革命性变化,项目预算450万欧元,项目的核心目标是开发和应用尖端的石墨烯材料,并将其应用于能源采集和存储设备中,并促使二维材料广泛应用于各种领域。23年11月,项目启动,首个瞄准领域是开拓智能纺织品领域,第二个关键探索领域是开发用于锂离子电池的下一代电极;

(3)Next-2Digits 项目,旨在通过二维材料数字集成开发下一代传感器和成像仪;

(4)全球石墨烯倡议(GIANCE)项目启动了基于石墨烯的可持续解决方案,标志着以创新解决方案应对环境挑战迈出了重要一步。该项目致力于设计、开发和推广下一代具有成本效益、可持续、轻质和可回收的石墨烯及相关材料(GRM)多功能复合材料、涂层、泡沫和薄膜(GRM-bM)。这些先进材料具有更强的热学、机械和化学属性,可提供耐磨、耐腐蚀、耐化学和防火、硬度、耐冲击、耐高温、结构健康监测和超低摩擦表面等功能;

(5)欧盟 GATEPOST 项目启动: 该项目采用基于石墨烯的突破性方法,彻底改变了计算和安全领域。八家欧洲合作伙伴携手,使物联网(IoT)更加安全,并支持未来的 5G/6G 应用;

(6)2DNEURALVISION 项目,项目预算550万欧元,开发新型低功耗、恶劣天气、弱光计算机视觉系统,该项目的核心是二维材料(石墨烯和 TMDCs - 过渡金属二卤化物单层)和量子点;

(7)MUNASET项目启动,项目已获得400万欧元预算。MUNASET 将开发一种快速、高灵敏度和易于使用的基于石墨烯的生物传感器平台,以解决治疗反应预测问题,实现更快、更精确的治疗识别,改善治疗效果,缩短住院时间。MUNASET 还将帮助确保欧洲在基于石墨烯的新型生物分析工具的整个价值链中的行业领导地位。作为一项具体的业务案例,该项目计划在治疗重度抑郁障碍(MDD)的同时进行治疗反应预测。

 
 
 
 
 
 

五、石墨烯市场化成果开启新一轮投资热潮

全球石墨烯市场化成果开启新一轮投资热潮,23年一些标志性石墨烯投资项目如下:

欧盟:德国Skeleton Technologies 从西门子和丸红等投资者处获得 1.08 亿欧元融资,将加速下一代产品的开发,并为超级电容器和公司的新型高功率电池技术--超级电池的生产扩张提供资金。

美国:美国Lyten在B轮股权融资中筹集2亿美元,以利用 Lyten 3D Graphene™ 实现突破性的锂硫能源储存、复合材料及其他应用的商业化并加快生产规模的扩大。

美国Avadain从Netcapital获得450万美元融资,发展其制造独特形式石墨烯的全球专利绿色工艺。公司设想将其石墨烯应用于众多行业。

中国:

德国赢创投资中国电池材料企业海洲新材料,海洲新材料有限公司,也被称为SuperC,于2011年在中国东莞成立,主要生产用于锂离子电池的基于石墨烯的电极材料SuperC 计划于 2023 年在汽车行业的重要地点合肥开设新的生产工厂。

石墨烯导热膜厂家又获千万级投资,易成新能公告称,为加快年产120万m²石墨烯导热膜新材料产业化项目建设,公司全资子公司开封平煤新型炭材料科技有限公司(简称开封炭素)拟投资设立控股子公司,新公司名称拟定为河南开炭超导热材料有限公司。

主攻纳米级石墨烯,新材料研发商「中微纳维」获千万级天使轮投资,投资方为汇孚资本湖州基金。目前,公司主营产品为片径在一微米以下的纳米石墨烯粉体及其衍生的复合材料,可广泛应用于生物医疗、电子、5G通讯、能源储存、航空航天等领域。

国华投资与先进二维纳米材料提供商深圳烯材科技有限公司(以下简称“烯材科技”)完成千万级别Pre-A轮投资协议签署,中国科学院成会明院士出席仪式并见证签约。目前公司已形成集生产、加工、封装和检测于一体的石墨烯产品全产业链制造能力,氧化石墨烯原料、石墨烯散热膜、石墨烯粉体和浆料、石墨烯复合材料等多产品系列实现量产,广泛应用于消费电子、5G通讯、航空航天、军工、新能源等领域。

宇航派蒙完成C轮融资,募资2.2亿打造全球最大石墨烯发热膜生产基地,公司聚焦石墨烯热管理技术和产品开发,在石墨烯发热消费应用、医疗应用和汽车应用等领域不断深耕,与华为、小米、云南白药、国轩高科等头部企业达成战略合作,还是法国家乐福、荷兰HEMA以及COSTCO的全球合格供应商。

 
 
 
 
 
 

六、加强行业标准体系建设 

助力石墨烯产业高质量发展

美国:美国主导开发ISO TC 229石墨烯框架项目,该项目是ISO技术委员会(TC)229纳米技术委员会下的第一个石墨烯项目,该项目致力于制定ISO石墨烯分类框架。该文件将能够对世界各地生产的不同材料之间进行可靠的、可重复的比较,使买家在选择不同供应商的石墨烯相关二维材料(GR2M)并在正确的应用中实施时能够做出明智的决定。

中国:石墨烯联盟(CGIA)标准会——中关村华清石墨烯产业技术创新联盟正与国家石墨烯创新中心共同组建标准团队,开展标准研制工作,目前正在制定的团体标准有35项,已完成18项团体标准的制定。23年正在进行《碳纳米材料改性功能母粒表征与测试方法》、《石墨烯材料层数判定标准》、《石墨烯材料基本物性和应用参数表征指南》三项标准的编制工作;

同时,国内相关下游行业正不断将石墨烯材料纳入相关行业标准体系,如23年发布的《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》(JT/T 722-2023),已获交通运输部批准发布,将替代JT/T 722-2008。提高了涂层保护年限至≥30年,增加了高性能石墨烯锌防腐涂层体系。

 
 
 
 
 
 

七、石墨烯在军工航天领域崭露锋芒

美国:

美国巴林顿警察局使用GC公司石墨烯巡逻盾。盾牌具有独特的轻巧设计和无与伦比的能力,仅重 21 磅,可以阻止多发手枪和步枪子弹,包括边缘射击。 同时,美国Graphene Composites(GC USA)与 Safeware Inc 公司建立合作伙伴关系,在美国销售 GC Shield® 产品。 Safeware 拥有多项合作合同,为全美众多客户提供服务,其中包括国家总务管理局(GSA)以及众多州和地方当局。

Graphite One 公司获得美国国防部国防后勤局 470 万美元的合同,开发石墨基泡沫灭火剂。按照美国法律要求,Graphite One 公司将开发一种基于石墨和石墨烯的泡沫灭火剂,以替代现有的全氟辛烷磺酸灭火剂材料。

Advanced Material Development(AMD)宣布与美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)签订了新的合同。JPL 将在今年晚些时候对 Europa Clipper 航天器进行系统级电磁兼容性测试时使用AMD 的雷达吸收技术,该技术是基于石墨烯基泡沫材料。

国际空间站(ISS)国家实验室重点介绍 2023年开展的科学研究,石墨烯在列。斯坦福大学的两项研究有助于为地球上的各行各业生产有价值的先进材料。其中一个项目利用空间站制造更高质量的石墨烯气凝胶。石墨烯的独特性能使这种轻质材料成为一种极具吸引力的产品,可广泛应用于各种领域--从改进电池储能到更好的溢油清理方法,再到下一代太空服。

美国陆军工程研究与发展中心(ERDC)与NASA在太空水过滤方面达成合作。美国陆军工程研究与发展中心(ERDC)环境实验室(EL)的石墨烯研究引起了美国国家航空航天局(NASA)的关注,并促成了与该机构的合作,研究如何将新型石墨烯材料用作清除航天器水污染物的高容量吸收剂。 该项目的目标是通过大幅减少对耗材、备件和工具的需求,促进乘员对月球和火星的探索,而这些通常都是在太空中实现高水平水回收所必需的。

英国:

英国Directa Plus 公司宣布大幅扩大与防弹背心和个人防护装备 (PPE) 知名制造商 CIA Miguel Caballero 的合作。Directa Plus 于 2022 年 7 月开始与 CIA Miguel Caballero 合作,提供先进的石墨烯纺织品解决方案,以提高防弹背心的性能和舒适度。除了为防弹背心提供内衬外,Directa Plus 还将推出最先进的保暖夹层。这种基于石墨烯技术的创新夹层将取代相变材料技术,确保为穿着者提供卓越的热调节和舒适度。

欧盟:

Athena(高能天体物理学高级望远镜)是欧洲航天局 (ESA) 的 X 射线天文台任务,旨在解决科学主题“热而高能的宇宙”。Athena设计并开发了一种基于石墨烯的导热带,用于冷却 WFI,并通过全面测试试图找出它是否有可能取代目前依赖热管的 WFI 冷却设计。对开发的基于石墨烯的导热带的表征表明,与传统的基于金属的解决方案相比,它在重量轻、柔韧性和导热性方面表现出非凡的特性。

 
 
 
 
 
 

八、石墨烯前沿研究不断取得新突破

打开石墨烯带隙开启石墨烯芯片制造之路。天津大学团队成功制备全球首个石墨烯半导体。天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心(简称:纳米中心)的马雷教授及其科研团队,在半导体石墨烯领域取得了显著进展。该团队成功地攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题,打开了石墨烯带隙,实现了从“0”到“1”的突破。这一突破被认为是开启石墨烯芯片制造领域大门的重要里程碑。该项成果已于2024年1月3日在《自然》(Nature)杂志网站上在线发布。

石墨烯,作为首个被发现可在室温下稳定存在的二维材料,其独特的狄拉克锥能带结构,导致了零带隙的特性。“零带隙”特性正是困扰石墨烯研究者数十年的难题。如何打开带隙,成为开启“石墨烯电子学”大门的“关键钥匙”。

马雷教授研究团队通过对外延石墨烯生长过程的精确调控,成功地在石墨烯中引入了带隙,创造了一种新型稳定的半导体石墨烯。这项前沿科技通过对生长环境的温度、时间及气体流量进行严格控制,确保了碳原子在碳化硅衬底上能形成高度有序的结构。这种半导体石墨烯的电子迁移率远超硅材料,表现出了十倍于硅的性能,并且拥有硅材料所不具备的独特性质。

据介绍,在本次突破性研究中,具有带隙的半导体石墨烯为高性能电子器件带来了全新的材料选择。这种半导体的发展不仅为超越传统硅基技术的高性能电子器件开辟了新道路,还为整个半导体行业注入了新动力。半导体石墨烯的出现预示着电子学领域即将迎来一场根本性的变革,其突破性的属性满足了对更高计算速度和微型化集成电子器件不断增长的需求。

世界首创:通过电子生物传感器实时检测多组生物信号。DARPA、西门子、美国海军陆战队、佐治亚理工学院和Paragraf(通过最近收购的Cardea Bio,现在的Paragraf San Diego)提出了新的多组学能力,通过在一个基于石墨烯的生物传感器上同时检测蛋白质和RNA的生物信号。这一科学突破最近作为封面故事发表在《先进材料技术》上,标志着这一新型多组学方法的首次公开展示。这篇题为《无需扩增即可电子检测SARS-Cov2变体抗原和病毒RNA的单一多组学晶体管》的论文是世界上第一篇展示在基于COVID-19的实验中同时检测蛋白质和RNA生物信号的能力,其中COVID野生型和Omicron变体都被成功检测到。

重磅《Science》:带宽超过500千兆赫的超材料石墨烯光电探测器。光学数据通信对更快设备的需求越来越大。电磁场研究所(IEF)的科学家们已经开发出迄今为止世界上最快的光电探测器。超材料和石墨烯的结合导致了破纪录的>500 GHz带宽。这些设备可以为下一代最高速度的光电探测器铺平道路。苏黎世联邦理工学院的科学家们现在已经展示了一种功能性光电探测器,其频率带宽超过500GHz,这是前所未有的--比以前的演示记录高出4倍。

美国西北大学研究团队开发出由石墨烯制成的迄今最薄的心脏植入物。美国西北大学和得克萨斯大学奥斯汀分校领导的研究团队开发出由石墨烯制成的迄今最薄的心脏植入物。这种新的石墨烯植入物在外观上类似于一次性文身贴,厚度不及一根发丝,但仍能像传统心脏起搏器一样发挥作用。与目前的起搏器和植入式除颤器不同,这种新设备可与心脏柔和地融合在一起,同时检测和治疗心律失常。它薄而柔韧,贴合心脏的细微轮廓,也有足够的弹性和强度,能承受心脏的跳动。研究证明,在将该设备植入大鼠模型后,石墨烯“贴纸”可成功地感知不规则的心率,并通过一系列脉冲传递电刺激,而不会限制或改变心脏的自然跳动。此外,这种石墨烯植入物是光学透明的,允许研究人员使用外部光源通过设备记录情况和刺激心脏。当心脏跳动过快或过慢时,就会发生心律失常。严重的情况下,心律失常可能导致心力衰竭、中风甚至猝死。医生通常使用植入式起搏器和除颤器进行治疗,这些设备可检测到异常的心跳,然后通过电刺激纠正心律。但是,它们不够柔韧灵活,可能会限制心脏的自然跳动,损伤软组织,造成暂时的不适,还可能引起并发症,如肿胀、穿孔、血栓、感染等。

 
 
 
 
 
 

九、石墨烯市场应用层出不穷 ,亮点频出

(1)车辆领域

欧盟:据悉,波兰石墨烯生产商Advanced Graphene Products 与 汽车配件Nanosphere 公司联合开发的石墨烯防腐粉末涂料该成分已用于8万辆著名汽车制造商的动力传动系统部件,例如 BMW、Mini、Mercedes-Benz Group AG、大众和福特。

中国:

中车研制出复合材料“超级铜”:一年预计将节省 185 亿度电,已实现小批量生产。中国中车高电导率铜基复合材料“超级铜”近期现身央视新闻《焦点访谈》栏目,该材料由中车研究院与上海交通大学张荻团队联合研发,利用石墨烯极佳的导电性和力学性能与铜材料片堆叠,制成一种新型的复合材料 ——“超级铜”,实现了石墨烯和铜的优势互补。世界上唯一可以量产的高导电金属复合材料超级铜试验证此前已初步完成,基于应用验证的仿真计算中替换超级铜材料,可以将 20KW 电机铜耗降低 12.33%。经过实验验证,超级铜的导电性能超过银 10%。如果全国 10% 的电机都用上这种“超级铜”材料,那么一年可以节省出 180 多亿度电,相当于节省出一个葛洲坝电站(2022 年葛洲坝电站完成发电量 174.34 亿千瓦时)。目前该高电导率铜基复合材料“超级铜”已完成中试验证,验证了超级铜的量产可行性,实现了小批量生产。中车研究院将继续推进“超级铜”发展进程,加大基础研发投入,加快批量化产业制造进程。

搭载由北京石墨烯研究院(BGI)研制的蒙烯玻纤材料的地铁座椅发热单元,在北京中车长客二七轨道装备有限公司成功装车。这不仅是全球首列以蒙烯玻纤材料作为电热座椅的地铁,也是该材料在地铁座椅加热场景中的首次大量应用。

全新荣威RX9标配4个独立航空级座椅搭载独特的石墨烯加热按摩等功能。

马来西亚: NanoMalaysia Berhad(NMB)是马来西亚科技创新部(MOSTI)下属的纳米技术和先进解决方案商业化平台的领先机构与GIIB Rubber Compound Sdn Bhd是一家橡胶化合物生产商,也是GIIB Holdings Berhad的全资子公司,双方合作开发了一种改进和优化的橡胶化合物配方,使用石墨烯Graphene-M15改善预固化胎面衬垫的机械性能。新的橡胶复合物配方已被证明具有更好的机械性能和更高的耐久性,以解决磨损损失和高滚动阻力、耐磨性不足以及减少使用大量碳黑等不环保的问题。

澳大利亚:澳大利亚Vittoria推出全新的Corsa PRO公路轮胎,Corsa PRO 采用石墨烯+二氧化硅结合的化合物,这是 Vittoria 用于公路竞赛轮胎先进的橡胶配方技术。这种化合物将Vittoria证明的石墨烯研究应用知识与二氧化硅相结合,二氧化硅是一种专门提高公路轮胎在速度、耐用性和抓地力方面性能的材料。

(2)电池领域

美国:美国Lyten公司获得Stellantis N.V.风险投资,以加速Lyten 3D石墨烯™在移动行业的商业化应用,包括LytCell™锂硫电动汽车电池、轻量化复合材料和新型车载传感。同年,Lyten在美国开设第一条自动化电池试验线,生产石墨烯增强锂硫电池,据报道,锂硫电池试验线将于2023年开始向国防、汽车、物流和卫星领域的早期采用客户提供商用电池。

澳大利亚:

澳大利亚GMG 开发出  G+AI Battery 石墨烯铝离子软包电池原型,其存储容量超过500 mAh,标称电压约为 2 伏特。该电池使用了具有 10 多层石墨烯涂层阴极和铝箔阳极的袋装电池。目标是到 2024 年上半年实现 1000 mAh 的可重复容量,然后到 2025 年上半年大规模生产这种袋式电池。

澳大利亚储能解决方案开发商 EnyGy 公司开发的石墨烯增强型超级电容器——enyGcap 的超级电容器,可以 在相同封装尺寸内提高储能容量,即增强能量密度,从而实现紧凑、快速的储能,预计将于 2024 年投放市场。

马来西亚:

马来西亚国家石油公司通过其商业化和营销部门PETRONAS Technology Ventures Sdn Bhd (PTVSB)推出了其第二种基于石墨烯的解决方案ProCharge+,这是一种用于锂离子(Li-ion)电池的导电添加剂,通常用于电动汽车、自动导航车辆和机器人领域等。与炭黑添加剂相比,ProCharge+明显能够将电极体积电阻率大幅降低90%,与碳纳米管(CNT)相比,能够降低60%以上。ProCharge+的配方可提高导电性和热性能并延长电池寿命,旨在满足能源转型期间电气化进程中对更耐用和更紧凑的电池的不断需求。

欧盟:石墨烯旗舰合作伙伴Graphmatech正在制造含有石墨烯的热塑性母粒,这些母粒在储氢和氢运输方面具有重要应用。通过石墨烯这种纳米材料具有独特的特性,包括高“阻隔性能”或不渗透性,并且具有极高的导电性,非常适合用于制造有助于安全有效地储存和运输氢气的新型复合材料。

中国:依托于西安交通大学“金属氢化物@石墨烯复合固态储氢材料”的原创成果,西安一九零八新能源科技有限公司发布新能源新型储氢材料与氢动力电源产品,该复合储氢材料具有高空气安全性、高储释氢密度、宽工况非催化释氢,以及可长期存储等特点;

(3)涂料领域

中国:

由中国船舶七二五所生产的双曲面球型减隔震支座撑起沿途桥梁,为近日开通运行的东南亚首条高铁——印尼雅加达至万隆高铁提供保障,稳稳护航中国高铁出海“第一单”,并通过融合凹球面不锈钢一次成型工艺、石墨烯表面涂装体系等,使支座各项性能指标跃上新台阶,最终成功满足雅万高铁在多地震、多雨水等恶劣工况下的桥梁抗震需求。

美的发布首款空调防腐解决方案,采用含有石墨烯的Hyper Grapfins涂层和金属板涂层,以提高空调在沿海和热带气候下的性能和可靠性。

中科银亿石墨烯改性重防腐涂料应用工程——舟山500千伏联网输变电工程(以下简称“舟山联网工程”)正式入选第二十届第一批中国土木工程詹天佑奖,成为此次电力行业唯一获奖的输变电工程。

由利物盛研发生产的石墨烯水性重防腐涂料为国家电网上海电力公司崇明供电公司在崇明的输配电网的铁塔们“穿”上了防腐的新衣。

由赣北航道事务中心主导设计、研发的17座新型石墨烯铠甲10米单船标在鄱阳湖航段正式投入使用。该航标首次引进了小型船舶建造规范要求,采用内部钢制骨架+聚氨酯弹性体(PU)憎水型材料填充,表层石墨烯涂层+环保型水性面漆的设计方案,使得航标在绿色环保基础上,具有更好的抗风浪、耐腐蚀和抗紫外线能力,大大减少航标水损,提升航标使用周期。

阿根廷:Stolt Tankers和石墨创新与技术公司(GIT)签署了一项为期两年的协议,在2023年期间将GIT的XGIT-PROP石墨烯基船舶涂料应用于25艘Stolt Tankers船舶的螺旋桨。GIT-PROP是一种生态友好的石墨烯基产品,可以减少海洋生长,提高推进效率,同时防止有害的毒素或生物杀灭剂被释放到海洋中。同年,Stolt Tankers宣布,已在该公司的一艘化学品油轮Stolt Lotus号的船体上应用尖端可持续涂层。

加拿大加拿大Zentek公司更新基于石墨烯的无人机疏冰涂层技术,同年其与Pattern Energy合作开发风力涡轮机行业的疏冰技术,并通过加拿大创新解决方案公司签订了一项新的研发合同,在军用级、无铬酸盐、防腐蚀航空涂料系统中测试ZenARMOR™纳米颜料。

测试目标包括:

● 确认ZenARMOR™符合规定的航空标准

● 优化ZenARMOR™在航空涂料系统中的浓度

● 比较ZenARMOR™与基于铬酸盐的油漆系统的腐蚀保护。

土耳其Sanmar船厂签约将为KOTUG建造全球首批甲醇动力大型拖船 ,拖船的船体上使用石墨烯涂料,以减少生物污染,增强船体的平滑度,从而降低水下辐射噪音,使船舶能进一步节省燃料。

日本:日本立邦涂料宣布与马来西亚国有石油公司Petronas Technology Ventures (PTVSB)合作,推出一款用于石油和天然气(O&G)行业的新型保护性涂料。新产品9049GR含有Proshield Plus,这是Petronas为钢结构开发的一种涂料添加剂,双方将共同推广其革命性的石墨烯产品ProShield Plus。

新加坡:总部位于新加坡的船舶管理公司东太平洋航运(EPS)宣布,该公司已与总部位于加拿大的涂料公司Graphite Innovation & Technologies (GIT)合作,在其船队中使用其基于石墨烯的无生物杀灭剂螺旋桨涂料。两家公司于一年前开始合作。EPS在一艘名为 "QUEBEC "的液化石油气油轮的螺旋桨上使用了XGIT-PROP。据报道,从那时起,该船的船舶性能得到了改善,并保持了CII等级。因此,EPS决定扩大该技术的应用范围,并计划在2023年和2024年的15艘干坞船舶上应用该涂层。

(4)医疗领域

中国:京东原副总裁蔡磊成为全球首个可穿戴石墨烯人工喉的试用者,他久违的声音再次重现,让人激动不已。该可穿戴智能人工喉由清华大学集成电路学院任天令教授团队研发,系全球首创,一枚硬币大小的石墨烯片,能帮助语言障碍者重获新“声”。

欧盟:西班牙NBRAIN Neuroelectronics 公司因其开发的可植入大脑的石墨烯芯片而获得 EL PERIÓDICO 颁发的 Empresa + Innovadora奖。这种材料的强度是铝的200倍,具有柔韧性,并且具有生物相容性,可以用于治疗帕金森病、癫痫、抑郁症和阿尔茨海默病等神经系统疾病的侵入性更小、更有效的大脑植入物。同年,该公司宣布其基于石墨烯的智能网络调制平台获得FDA突破性设备认定。使用该技术的首次人体临床试验将于今年晚些时候开始,标志着首次将基于石墨烯的界面植入人体以进行高精度肿瘤干预。

美国:美国Hememics Biotechnologies, Inc.与General Graphene Corporation of Knoxville Tennessee建立为期四年的战略合作伙伴关系,旨在为该公司的32种石墨烯生物传感器芯片的生产开发一种可扩展的非洁净室工艺,结合Hememics在长保质期检测生物学方面的专业知识,这种合作关系有望彻底改变病原体和环境毒素的即时诊断工具。

英国:英国Graphenea 公司及其合作伙伴启动了一个新的欧洲项目,旨在利用石墨烯改进治疗反应测试。该项目名为 "用于治疗反应测试的多参数纳米电子生物传感器(MUNASET)",于10月1日启动,为期四年。该项目的目标是检测人体血清对药物治疗 MDD(重度抑郁症)的反应。该平台将由涂有设计肽的石墨烯场效应晶体管(GFET)阵列组成。GFET 中电流的简单电读数将用于监测 MMP 9 和 MMP 2 的活性。MUNASET 项目是一项国际性工作,由凯泽斯劳滕大学协调,Graphenea、美因茨约翰内斯古腾堡大学、芬兰 VTT、Pro-active(比利时)和美因茨约翰内斯古腾堡医科大学共同参与,总价值达 400 万欧元。

(5)绿色建材

美国:美国的沥青技术开发公司 Blacklidge Emulsions 最近宣布,该公司正在开发使用石墨烯的下一代沥青产品。公司于 2020 年重新铺设了华盛顿特区白宫的车道和白宫前的宾夕法尼亚大道,近年来还铺设或重新铺设了全美多条竞技赛道,包括拉斯维加斯的一条新赛道。

英国:英国Concretene 公司宣布成功申请到三项英国政府资助,其中两项是通过创新英国(Innovate UK)申请到的,总金额为 118 万英镑(约合 143 万美元);另一项是通过英国工程与科学研究中心(EPSRC)和亨利-罗伊斯先进材料研究所(Henry Royce Institute for Advanced Materials)申请到的,总金额为 7.9 万英镑(约合 9.5 万美元)。该产品是一种石墨烯增强型混凝土外加剂,可减少含碳量,目前正在由全国工程研发中心和曼彻斯特大学进行商业推广。

加拿大:2023年1月,BGS 宣布开发出一种用于商品混凝土混合设计的石墨烯增强外加剂,主要用于减少水泥(水泥是混凝土拌和物中的粘结材料,也是造成全球 8%以上二氧化碳排放的原因),它可以去除混凝土中至少 15%的水泥成分,而不会影响整个混凝土产品的抗压强度性能。同年,加拿大Bio Graphene Solutions(BGS)宣布与加拿大最大的结构修复公司之一 Brook Restoration 建立战略合作伙伴关系。该战略合作伙伴关系将使 Brook 能够在安大略省的建筑和公共基础设施项目中将 BGS 的石墨烯增强型液体外加剂用于混凝土产品。 

澳大利亚:澳大利亚First Graphene(FGR)将启动世界上最大的石墨烯增强型绿色水泥试验之一,该试验的一个关键目的是找到一种将石墨烯引入工业规模的水泥生产过程的简单、低成本的方法。该试验得到了英国政府6600万英镑的基础工业转型(TFI)计划的支持,同时该项目还得到了包括Breedon Cement、Morgan Sindall和曼彻斯特大学的支持。

(6)电子信息

欧盟:

欧盟委员会宣布批准第二个欧洲共同利益重要项目(IPCEI),该项目有68个项目,花费高达210亿欧元。这个ICPEI将专注于节能技术,从传感器和微处理器到5G、汽车和基于石墨烯的网络技术。

在欧盟旗舰二维实验中试线项目中(2D-PEL),由AIXTRON(德国)生产的2/200毫米兼容金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应器已在Interuniversitair Micro-Electronica Centrum(比利时imec)安装,用于300D材料的晶圆级外延沉积,这是从实验室到晶圆厂过渡的一大步。

西班牙Graphenea Foundry 的多项目晶圆 (MPW) 运行服务在 3 月和 4 月期间对生物传感工艺流程 2 (PF2) 请求开放。最近的一系列出版物证明,基于石墨烯的生物传感对各种病原体敏感且具有特异性。通过 Foundry 的掩模共享方案,可以以可承受的成本制造小批量的定制设备。

(7)农业领域

中国:

为提升成苗率,湘潭市农科所投入近800万元,在全省首创石墨烯增温育苗技术,通过将电能高效转化为红外光增温,成苗率达到95%以上,移栽后的存活率达98%左右。

鹤岗市采用石墨烯技术打造的产业基地大棚,在极寒天气条件下,即使室外温度达到零下40℃,石墨烯大棚在不加温的情况下白天仍可达到零上35℃。夜晚无光照条件下,依托石墨烯墙体聚能保温技术,室温仍可保持在零上10℃左右。据介绍,鹤岗市已累计为黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆等省区的25个市县建设了300余栋石墨烯大棚,总面积超过30万平方米,温室使用年限至少为20年。

欧盟:全球人口的增加和随之而来的对农业产量的需求,突出了采取创造性方法的必要性。欧盟智能农业Agrarsense项目于2023年1月开始,将持续到2025年底。该项目汇集了来自几个欧盟国家和联系国的46名参与者,利用了超过1400万欧元的欧盟捐款。该项目由地平线欧洲计划资助,Graphenea是AGRARSENSE项目的一部分,该项目为期三年,旨在开发用于农业和林业的微电子学、光子学和电子封装。该项目还将开发相关的ICT和数据管理,以实现大规模的现场演示,满足实际工业需求。

 
 
 
 
 
 

十、石墨烯散热产业化进展迅速

 

近年来,随着科技的不断进步,石墨烯作为一种新型材料,被认为有可能成为下一代散热技术的重要选择。石墨烯具有出色的热传导性和高电导率,这些特性对于电子设备的散热问题至关重要,23年石墨烯散热市场发展迅速,国内各大手机厂商在23年发布的旗舰手机中纷纷使用并迭代石墨烯散热技术。

华为春季旗舰新品发布会上正式发布了Mate X3折叠手机,再续折叠技术创新。其中,超冷跨轴石墨烯散热系统使得导热面积提升20%,充分释放性能,采用的超高导热石墨烯,使得温度最大比iPhone14Pro Max低7.3摄氏度。

小米发布了 300W 秒充技术。在散热上,300 瓦充电器在灌胶均热基础上,额外增加了大面积石墨烯辅助散热,双重散热,实现了超高功率输出。小米表示,在功率大涨 43% 的情况下,其体积与小米上一代 210 瓦充电器完全相同,功率密度达到 2.31W / cm³。

荣耀 Magic5 Pro在散热方面 采用超导六方晶石墨烯材质 + VC 液冷散热系统,提供高达 1500W / mK 的石墨烯导热系数,结合超大 VC 散热面积,让高负载游戏也能冰凉应对。

一加正式发布Ace系列重磅新品一加Ace 2。全新的一加Ace 2搭载全新研发的散热黑科技——相变石墨烯,面积达到了6355mm²,同时还有5177m㎡的八通道全贯穿VC,导热能力比普通VC提升100%。

iQOO Neo8系列全系搭载5K冰瀑VC立体散热系统,拥有iQOO史上最大5K超大VC均热板,具备多层石墨烯散热膜覆盖发热源,加快热量传导,还具有NTC智能监测,精准管理手机散热策略,助力最强性能输出。

墨睿科技携全新革命性产品——石墨烯微纳腔导热膜,首次亮相于2023年8月14日举办的小米产品发布会。石墨烯微纳腔导热膜采用石墨烯为基体材料,精细制造微/纳级孔洞,形成独特微纳腔结构。其多孔且蓬松的特质,赋予出色的缓冲性能。该产品展现出优异的压缩回弹性,在压缩量为80%的前提下,回弹应力仅为0.017MPa,产品热导率超过100W/mK。

2023年道明超导石墨烯散热片已成功在努比亚红魔8S Pro、8/8pro/8pro+、Z50型号手机,华为手表watch4 Pro及Robo & Kala、联想等品牌产品应用。随着新一代折叠屏OPPO Find N3 Flip在2023年8月29日新品发布,道明超导为其提供了柔性/高断裂伸长率石墨烯散热膜,使其热量跨越转轴位置,降低局部热点温度,转轴两侧实现均匀散热。

此外据悉,苹果2024年发布的iPhone 16 Pro系列手机将首发搭载A18 Pro仿生芯片,并采用台积电最新的N3E工艺。半导体设备厂商万润成功以石墨薄膜机打入台积电CoWos先进封装供应链,预计有望在明年2月开始供货。据行业人士称,苹果公司将在iPhone16 Pro系列手机中使用石墨烯散热技术,同时系列手机电池采用金属制外壳,以提供更好的散热性能。

除了手机散热之外,石墨烯在存储散热领域也崭露头角:

美国十铨科技旗下创作者品牌 T-CREATE 今日发表 T-CREATE CLASSIC C4 Series PCIe 4.0 固态硬盘,具有多款规格与容量,搭配超薄石墨烯散热片,让固态硬盘在实现高性能的同时,通过缓解热量而有效稳定系统运行。

雷神推出了一款黑武士 TR5000 PCIe 4.0 SSD,性能方面,该 SSD 顺序读取速度可达 4800MB/s,顺序写入速度可达 4500MB/s,表面配备含铜片石墨烯复合导热垫。

海康威视推出 A4000 系列 2TB PCIe 4.0 固态硬盘,该 SSD 最大顺序读取速度高达 7100MB/s,采用超低功耗 SoC 架构、先进的制程工艺与四通道 DRAMless 设计,据了解,DRAMIess 架构具有更低的硬盘发热量与出色的温控表现,辅以新一代石墨烯铜箔散热贴片,进一步提升了硬盘导热效率。

 

-来源:石墨烯联盟-

 

 



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