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電流密度是銅的100萬倍，導(dǎo)熱率是銅的10倍。石墨烯，這種被科學(xué)界稱作“萬能材料”的產(chǎn)品，正在開啟全新的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

11月15日，2017·京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)國際峰會在北京召開。會議提出，京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)將在軍民融合、上下游產(chǎn)業(yè)等方面創(chuàng)新發(fā)展模式，不斷突破發(fā)展瓶頸，在2018年實現(xiàn)“北京主創(chuàng)新，京津冀主平臺，全國大網(wǎng)絡(luò)”的發(fā)展格局。

統(tǒng)籌三地資源，京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)集群初具規(guī)模

11月30日，剛從國外考察回來的唐山建華實業(yè)集團(tuán)總裁孟英，還未來得及好好休息，就忙碌了起來。今年底，年產(chǎn)2萬噸的石墨烯橡膠復(fù)合材料生產(chǎn)線即將投產(chǎn)，籌備事項瑣碎而繁雜。

這之前，建華實業(yè)就與北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計院進(jìn)行石墨烯下游應(yīng)用的合作研發(fā)。作為河北石墨烯行業(yè)最早的拓荒者之一，從2009年就開始接觸石墨烯產(chǎn)業(yè)的孟英，見證了京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)的合作歷程。

建華實業(yè)的第一條石墨烯生產(chǎn)線就是從北京引進(jìn)的。2013年10月，建華實業(yè)與承擔(dān)國家973石墨烯科研項目的北京交通大學(xué)合作建成了石墨烯中試生產(chǎn)線，并在2014年建設(shè)年產(chǎn)100噸石墨烯粉體材料生產(chǎn)線時得到了該校的支持。

2015年12月20日，在中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的支持下，唐山建華實業(yè)集團(tuán)、東旭光電科技股份有限公司、中關(guān)村華清石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、清華大學(xué)等聯(lián)合成立了京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟，致力于統(tǒng)籌協(xié)調(diào)三地資源，聚集石墨烯產(chǎn)業(yè)化人才和項目，打造京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)高地。

作為中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長的李義春，參與并推動了京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟的建立與發(fā)展。今年以來，他和團(tuán)隊一直在唐山、辛集等地進(jìn)行調(diào)研，計劃布局石墨烯產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺。“對于石墨烯這個新興產(chǎn)業(yè)，三地都非常重視。尤其是作為工業(yè)大省的河北，與京津加強(qiáng)在石墨烯產(chǎn)業(yè)的合作，可以加速其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。”李義春說。

東旭光電科技股份有限公司也是我省較早進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域的企業(yè)之一。早在2014年，東旭光電就與北京理工大學(xué)成立了石墨烯技術(shù)研究院，致力于石墨烯在光電顯示及其他領(lǐng)域的研究。2015年，雙方又共同成立了北京旭碳新材料科技有限公司，負(fù)責(zé)技術(shù)孵化和產(chǎn)業(yè)運(yùn)營。

目前，京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)集群已初具規(guī)模。近日，中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院發(fā)布《中國石墨烯產(chǎn)業(yè)地圖白皮書（2017年）》顯示，以北京為核心，并輻射環(huán)京津冀的地區(qū)，已發(fā)展成為我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的智力核心，基礎(chǔ)研究水平在國內(nèi)遙遙領(lǐng)先。

推動批量化生產(chǎn)，三地共同營造跨區(qū)域石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

石墨烯為什么能引起這么多人關(guān)注？專家介紹，石墨烯在光、電、熱、力等方面具有優(yōu)異性能，極具應(yīng)用潛力。統(tǒng)計顯示，石墨烯在未來5到10年將引爆巨大需求，帶動價值數(shù)萬億美元的新興產(chǎn)業(yè)鏈。

但是，制備技術(shù)的局限性，卻讓很多想從石墨烯產(chǎn)業(yè)中分一杯羹的企業(yè)望而卻步。

中科院院士、北京大學(xué)教授劉忠范曾介紹，要實現(xiàn)石墨烯的廣泛應(yīng)用，需要生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的石墨烯成品。但制造出石墨烯成品并非易事，批量化或大尺寸生產(chǎn)的技術(shù)還沒能克服。

成百上千次的試驗，孟英用“神農(nóng)嘗百草”來比喻石墨烯的制備過程，“我們要做的就是讓石墨烯從黃金價降到白菜價，但依然保持黃金的品質(zhì)。”

破解產(chǎn)業(yè)化難題，實現(xiàn)技術(shù)突破，不能關(guān)起門來自己搞研發(fā)。“必須借力京津豐富的創(chuàng)新資源，共同營造一個跨區(qū)域的石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。”孟英說。

孟英和其團(tuán)隊用5年時間對石墨烯制備工藝進(jìn)行了多次更新?lián)Q代。如今，建華實業(yè)的百噸級石墨烯生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)。生產(chǎn)線建成后，石墨烯成本降到60元/克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于600—800元/克的市場價。

這期間，京津冀的科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)揮了重要作用。比如，建華實業(yè)石墨烯樣品的一些關(guān)鍵性數(shù)據(jù)由清華大學(xué)分析測試中心等權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行測試分析，多個批次的石墨烯產(chǎn)品在北京有色金屬研究總院等科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行試用。

為加大對石墨烯技術(shù)創(chuàng)新的投入，2015年，東旭光電與中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立了專業(yè)的石墨烯投融資平臺——北京東旭華清投資有限公司。該公司又于2016年與天津東麗經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)總公司等共同設(shè)立了烯盟石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，以促進(jìn)京津冀石墨烯資源集聚和產(chǎn)業(yè)整合。

進(jìn)一步打開石墨烯市場，三地需攜手破解下游應(yīng)用狹窄難題

雖然石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景普遍被看好，但孟英坦言，受制于下游應(yīng)用尚未全面鋪開，直到現(xiàn)在，建華實業(yè)的100噸石墨烯生產(chǎn)線仍然沒能全線運(yùn)行。

“石墨烯從實驗室誕生至今只有十多年時間，如今市場競爭激烈，尚沒有太多下游應(yīng)用企業(yè)愿意冒失敗風(fēng)險去嘗試應(yīng)用，這成了制約石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一道坎。”李義春說。

自2015年起，建華實業(yè)開始給自己找出路，從專心研究石墨烯制備技術(shù)，轉(zhuǎn)向拓展下游應(yīng)用研究。

與天津長園電子材料有限公司簽署石墨烯產(chǎn)品國內(nèi)銷售代理合同，與龐大集團(tuán)合作投產(chǎn)石墨烯潤滑油生產(chǎn)線，籌建石墨烯電熱轉(zhuǎn)換材料生產(chǎn)線……“通過下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，石墨烯市場將進(jìn)一步被打開，企業(yè)的生產(chǎn)線也有望滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。”孟英說。

據(jù)東旭光電產(chǎn)業(yè)副總裁喬世峰介紹，2016年7月，東旭光電在北京發(fā)布石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”，成為石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的代表產(chǎn)品。未來，還將構(gòu)建從儲能電池到新能源汽車、再到石墨烯散熱大功率LED照明設(shè)備，以及物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品體系。

新奧集團(tuán)則通過構(gòu)建“技術(shù)—材料—應(yīng)用產(chǎn)品”的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈，推進(jìn)石墨烯及下游產(chǎn)業(yè)布局和規(guī)模擴(kuò)張。

在李義春看來，石墨烯下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來顛覆性改變。如果推廣開來，將為三地產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級提供新的支撐。

要實現(xiàn)這樣的目標(biāo)，喬世峰認(rèn)為，石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亟須得到三地政府的有力支持，通過組織實施重大應(yīng)用示范項目，并在政府采購中鼓勵優(yōu)先選擇石墨烯產(chǎn)品，破解下游應(yīng)用狹窄難題。他建議，三地設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金，研究建立石墨烯產(chǎn)品首批次應(yīng)用示范風(fēng)險補(bǔ)償機(jī)制，積極推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。