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行业宝典 |《2021石墨烯电采暖行业研究报告》正式发布

 

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  石墨烯产业化催生采暖新机遇。燃煤燃气燃油取暖的方式,不仅在能源上造成浪费,对环境也带来难以控制的影响。大气污染严重、PM2.5、二氧化硫、一氧化碳等含量超标,给人体健康造成极大的危害,轻则引起呼吸道疾病,重则致癌。为此,各地政府相继出台了“煤改电”、“煤改气”等政策,逐步禁止使用燃煤锅炉和民用煤炉。综合比较之下,电能作为清洁能源,电取暖替代燃煤取暖已逐渐成为共识。
  石墨烯被誉为“新材料之王”,具备导电导热快、稳定性好等特性。随着国家“煤改电”政策推进,冬季取暖进入全新领域,石墨烯在电加热方面的应用研究日益高涨。作为清洁取暖的创新升级方式—石墨烯电地暖因其健康环保、安全舒适、智能控制、无尘静音和低运行费用等综合优点受到高度重视,同时被国家列入《绿色建筑选用产品》之一,近年来已广泛应用于各种行业及家装的供暖系统。
 
石墨烯电采暖行业研究进展
 
石墨烯电热膜介绍
  国内采暖行业有望借助石墨烯技术的研发和创新,推动传统采暖方式变革。石墨烯电采暖所用的电热膜采用远红外制热技术,通电后大量自由电子在电场下定向运动,激发材料中石墨烯晶格结构的不规则振动。这些晶格振动直接激发石墨烯的二维碳质平面结构持续高效的产生 5~15 μm(微米)的“生命之光”远红外波,将热能向外传递。与传统取暖方式相比,不仅加热速度快(1min 内达到稳定工作温度,而传统取暖如油汀需要 20min 才能达到稳定温度);电热辐射转换效率高(电热辐射转换效率达 80% 以上);可节能省电;而且石墨烯电热膜是整个面加热,温度均匀分布;最重要的是,石墨烯电热膜与某些对人体有害辐射的取暖方式相比是安全的,石墨烯电热膜的加热方式主要靠辐射加热,会产生远红外辐射,具有良好的医疗、理疗作用。
  目前石墨烯电热膜加工工艺,通常有:黑膜:将石墨烯发热膜直接成型在基材上,例如将石墨烯和成膜物质混合成浆料后,涂覆(喷涂、辊涂、丝网印刷等)在基材上,进行干燥成膜,这类膜一般为黑色或者灰黑色。白膜:采用化学气相沉积生长出来的单层碳原子,透明的 CVD 法石墨烯电热膜。石墨烯为原材料制备的发热薄膜具有极好的电学稳定性,电热辐射转换效率高达 85% 以上,将传统低效的对流式加热升级为新型高效的红外光波式加热。相比传统采暖方式,石墨烯加热膜在节能、安全、稳定、环保性能方面更具备优势,同时兼具多种产品形态,可广泛应用于电采暖领域,是“煤改电”工程产品的有利竞争者。目前国内不少企业在石墨烯电采暖行业已取得巨大成效。

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石墨烯电热膜生产工艺流程
 
  石墨烯电采暖应用主要集中在温室大棚、恒温养殖、建筑采暖等领域。
 
石墨烯电采暖优势
  石墨烯取暖系统更经久耐用、后期维护更加省心。传统取暖系统产品的质保期一般都是2 年,而石墨烯采暖则将这一时限提高到 5 年。经权威机构检测,石墨烯取暖产品通过了长达600 小时的加速老化试验,相当于 50000 小时的实际检测时长。石墨烯取暖系统长达 30-70 年的产品寿命,基本上达到了房屋建筑结构本身的使用年限。
 
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  石墨烯取暖系统有着更低的耗能,使其在取暖费用上有着不可比拟的优势。据产品标明的功率理论推演得出,以一个采暖季来算,在 100 ㎡房间内,相同取暖环境下,分散供暖系统从热效率、节能、建设成本、运行费用等方面都优于传统的集中供暖系统。在各设备理论取暖费用中石墨烯电热膜取暖运行费用最低为 16.1 元 / ㎡、其次为空气源热泵 21.8 元 /㎡、燃气挂炉 23.3 元 /㎡。
 
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石墨烯发热膜采暖系统与传统采暖系统综合比较
 
  采用不同方法得到的石墨烯材料具有不同的性质,因而也要采取不同的方法制备成膜:浓度极低的分散液可以采用层层涂覆的方法;以 rGO 为导电材料的则需要先制备成 GO 膜再进行还原;对于物理法制备的石墨烯,由于本身具有很好的导电性,则可以直接制备成导电浆料涂覆在目标基底上......
 
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石墨烯电采暖行业研究报告
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  作为目前已知的最薄、最硬、导电导热性能最强的战略前沿材料,拥有“新材料之王”的石墨烯材料,被认为是开创超级计算机时代、改变世界的下一个万亿级产业。发展石墨烯产业,有望成为开启我国新一轮产业升级的关键之匙,推动我国科技革命发展。
 
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来源:石墨烯联盟


 

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