一文解析中國石墨烯的現(xiàn)狀及未來

中國石墨烯現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長：中國石墨烯市場規(guī)模增長迅猛，2017年為70億元，2022年達335億元，同比增長26.42%，2023年約為386億元。

企業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好：截至2020年6月底，中國在工商部門注冊營業(yè)范圍包括石墨烯相關(guān)業(yè)務(wù)的企業(yè)已達到1.68萬家。全國已成立石墨烯產(chǎn)業(yè)園29個，石墨烯研究院54家，石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心8個，石墨烯聯(lián)盟12個。

產(chǎn)量居世界前列：中國的石墨儲量在全球排名第二，占全球總儲量的20%，石墨開采年產(chǎn)量達到全球第一，占總產(chǎn)量的67%。

市場結(jié)構(gòu)特點明顯：2022年中國石墨烯材料市場主要以石墨烯粉體為主，占整體市場的90.7%，石墨烯薄膜占比9.3%。

石墨烯在各領(lǐng)域的應(yīng)用

電子行業(yè)：韓國三星公司利用石墨烯的高載流子遷移率和超薄特性，研發(fā)出新型的石墨烯基柔性顯示屏，這種顯示屏可實現(xiàn)更大的彎曲半徑和更高的分辨率，在折疊手機等產(chǎn)品上具有巨大的應(yīng)用潛力。國內(nèi)的華為等企業(yè)也在積極探索石墨烯在5G通信基站芯片散熱方面的應(yīng)用，通過在芯片散熱層中添加石墨烯材料，可使芯片的散熱效率提高30%以上，有效降低了芯片在高負荷運行時的溫度，提升了5G基站的穩(wěn)定性和性能。

能源領(lǐng)域：寧德時代研發(fā)的石墨烯基鋰離子電池，應(yīng)用于新能源汽車中，相比傳統(tǒng)鋰離子電池，其能量密度提高了20%左右，續(xù)航里程可提升至600公里以上，同時充電時間縮短了近30%。在超級電容器方面，江蘇天奈科技生產(chǎn)的石墨烯基超級電容器，已應(yīng)用于城市公交的快速充電系統(tǒng)中，可在30秒內(nèi)完成大部分電量的補充，大大提高了公交的運營效率。

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：清華大學(xué)的科研團隊研發(fā)出基于石墨烯的生物傳感器，可用于檢測血液中的葡萄糖含量，其檢測精度比傳統(tǒng)傳感器提高了15%左右，能夠更準(zhǔn)確地為糖尿病患者提供血糖數(shù)據(jù)。廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院將石墨烯量子點作為藥物載體，搭載抗癌藥物用于腫瘤治療，臨床實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)治療方法相比，腫瘤的抑制率提高了25%以上。

環(huán)保領(lǐng)域：在山東濰坊的某污水處理廠，采用石墨烯復(fù)合材料進行污水處理，對重金屬離子的吸附率可達95%以上，對有機污染物的去除率也能達到80%左右，有效提升了污水處理的質(zhì)量。在空氣凈化方面，北京某科技公司研發(fā)的石墨烯基空氣凈化材料，應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化器中，對PM2.5的去除率高達99%，同時還能有效分解甲醛等有害氣體。

材料科學(xué)領(lǐng)域：在航空航天領(lǐng)域，中國商飛在C919客機的機翼結(jié)構(gòu)材料中添加了石墨烯，使材料的強度提高了20%，重量減輕了15%左右，有效提升了飛機的性能和燃油效率。在汽車制造方面，比亞迪在部分車型的車身材料中加入石墨烯，使車身的抗沖擊強度提高了18%左右，同時降低了車身重量，提升了汽車的續(xù)航里程和操控性能。

中國石墨烯未來發(fā)展趨勢

技術(shù)創(chuàng)新不斷推進：隨著研發(fā)投入的增加，石墨烯的制備技術(shù)將不斷優(yōu)化，成本將進一步降低。如閃蒸法制備石墨烯技術(shù)，能在100毫秒內(nèi)完成制備，且原料廣泛、成本低，有望實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展：在智能穿戴領(lǐng)域，未來石墨烯可用于制造高靈敏度的可穿戴傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測人體的心率、血壓、血糖等健康數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至手機等終端設(shè)備，為人們的健康管理提供便利。在海洋工程領(lǐng)域，石墨烯涂層可用于船舶的防腐防污，延長船舶的使用壽命，降低維護成本。

產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展加強：石墨烯企業(yè)將與高校、科研機構(gòu)建立更緊密的合作關(guān)系，加速產(chǎn)學(xué)研用的深度融合。如北京大學(xué)與多家石墨烯企業(yè)合作，共同開展石墨烯在量子計算領(lǐng)域的應(yīng)用研究，推動科研成果的快速轉(zhuǎn)化。同時，石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)也將加強合作，形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

政策支持力度加大：政府將出臺更多的扶持政策，引導(dǎo)資金、人才等資源向石墨烯產(chǎn)業(yè)集聚。如《中國制造2025》將石墨烯列為未來新材料重點發(fā)展方向，各地政府也紛紛出臺稅收優(yōu)惠、財政補貼等政策，支持石墨烯企業(yè)的發(fā)展。

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)目前已取得了顯著的成就，在市場規(guī)模、企業(yè)發(fā)展、產(chǎn)量等方面都處于世界領(lǐng)先地位。未來隨著技術(shù)創(chuàng)新的不斷推進、應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)拓展、產(chǎn)業(yè)協(xié)同的加強以及政策支持力度的加大，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)有望迎來更加廣闊的發(fā)展空間，成為推動中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。