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圣泉快訊

圣泉集團成功研制生物質石墨烯-神奇材料或將催生萬億級產業

[發布人]:shengquan  [發布日期]:2014-08-19 00:00:00  [關注]:

    “目前,我們將首先把這一產品應用于我們的酚醛樹脂及其下游產品剎車片和砂輪、軌道交通高端復合材料‘輕芯鋼’等產品上。”在19日舉行的“圣泉集團生物質石墨烯新技術發布會”現場,濟南圣泉集團股份有限公司(以下稱“圣泉集團”)董事長唐一林興奮地告訴記者。
    此間,由圣泉集團和黑龍江大學長江學者團隊聯合研發的“基團配位組裝法”工藝制備生物質石墨烯宣告成功,同時,年產150噸生物質石墨烯的中試生產線預計十月份試生產,而年設計生產能力為2000噸的全球首個以生物質為原料的石墨烯工業化項目也正在立項申報中。
    “隨著石墨烯應用領域相關工藝的逐步成熟完善,手機屏幕任意彎曲、電動汽車瞬間充電、電腦屏幕透明薄如白紙這些不可思議的事情將變成現實。石墨烯在推動全球科技進步的同時,也有望催生出一個萬億級產業。”圣泉集團生物質炭材料研究所首席科學家、黑龍江大學副校長、長江學者付宏剛如此評價這項技術商業價值和市場前景。

 圣泉集團全國中小企業股份轉讓系統專場掛牌儀式暨生物質石墨烯新技術發布會在“新三板”現場成功舉行

    點石成金 秸稈變身生物質石墨烯
    據付宏剛介紹,石墨烯是英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃消洛夫2004年在實驗室中通過試驗發現的僅由一層碳原子構成的薄片。因為其非同尋常的導電性能、超出鋼鐵數十倍的強度和極好的透光性,有可能在現代電子科技產業引發一場顛覆性變革,石墨烯一時引起全球科研和產業界的高度關注,兩位科學家也因此在2010年雙雙獲得諾貝爾物理學獎。
    然而由于石墨烯制備成本過高,石墨烯領域的專利技術大部分還停留在科研階段。作為全球生物質行業領軍企業,圣泉集團聯合黑龍江大學長江學者團隊,經過艱難的技術攻關,首創了以農作物秸桿為原料的生物質石墨烯配位組裝制備工藝,檢測結果顯示:(1)在原子力顯微鏡和透射電鏡觀察下證實其層數為10層以下;(2)拉曼光譜中G帶峰與D帶峰的峰強比大于5;(3)電導率超過40000 S/m。其性能堪與以石墨為原料生產的同類產品媲美。
    唐一林告訴記者,圣泉集團目前正全面整合研究資源和研究項目,已申報石墨烯相關專利30項,專利布局正在加緊進行之中。在此基礎上,圣泉集團規劃設計了全球首個以生物質為原料生產石墨烯的工業化項目,生物質制備石墨烯優勢更加明顯,生物質原材料十分豐富,取之不盡用之不竭,環境污染小、能耗低、生產成本大幅降低,產品分散性能更好且更易儲存,是典型的環境友好型項目。

圣泉集團董事長唐一林、黑龍江大學副校長付宏剛、山東理工大學材料學院教授孟凡濤就石墨烯相關問題答記者問

    產品應用成果顯著 將大幅提升多行業競爭力
    “我們將首先將石墨烯應有到企業現有的產品上。”唐一林希望,在使用了石墨烯之后,酚醛樹脂、輕芯鋼、剎車片、砂輪、砂紙等產品,將因為性能的大幅度提高而具有更強的市場競爭力。
    將石墨烯加入到酚醛樹脂中,固化后抗沖擊強度可提高150%,彎曲強度提高40%;加入到軌道交通新型復合材料“輕芯鋼”上,可有效提升該材料強度一倍以上,同時其抗沖擊、抗彎曲性能和耐磨性均有顯著提升,且無毒、氣體釋放量小,適宜大量使用在高鐵、汽車、輪船、飛機等高端內飾材料上。
    目前在橡膠、皮革和塑料上的應用已經取得顯著成果。據山東理工大學與圣泉集團共同出具的檢測報告顯示,在橡膠中添加1.5%的石墨烯,拉伸強度提高了90%,在PVB中添加1%石墨烯,拉伸強度提高了120%,在橡膠中添加10%的石墨烯,電導率提高了1000倍以上;將石墨烯加入到皮革中,能有效增加強度,提高防火性能,同時自然具有防靜電性能,目前僅在皮革表面PU層的的市場用量達到100萬噸,加入1%的石墨烯,需求達一萬噸;尤其在急需提升品質的汽車內飾皮革材料中加入石墨烯,可有效提高防火等級,材料強度、抗耐磨度、抗撕裂度、柔軟度和光澤度等均有顯著提升。
    而在可預見的一段時間內,最有可能因為石墨烯的廣泛應用而被改寫發展史的,將是汽車產業。用在剎車片上,磨損率大幅降低,同時在高溫下保證了摩擦系數的穩定;加到輪胎上,可增加輪胎強度,有效延長輪胎使用壽命;用在汽車濾紙行業,其具備的良好散熱性和超強導電性,可確保及時釋放靜電荷,減少因劇烈摩擦引起的溫度驟升;下一步將研發用石墨烯加入電池電極材料中解決傳統鉛酸電池大電流充放電、壽命短的問題,同時解決傳統鋰電池充電速度慢、超級電容器蓄電能力差的問題……付宏剛認為,這對于中國未來若干年內保持在電動汽車研發領域的領先地位意義深遠

    突破價格瓶頸 力推產業升級浪潮
    據了解,由于石墨烯領域的專利技術大部分還停留在科研階段,制備普遍成本過高,很難實現工業化商業生產,市場價格在200元/克左右,這在一定程度上限制了石墨烯的大規模廣泛使用。
    源于其作為原料的農作物秸桿的來源廣泛和價格低廉和進入工業化生產狀態后的充分量產,利器在手的圣泉集團從此可以以足夠的底氣,從容地重新架構企業的競爭優勢。
    “中國生產的砂輪,在國外市場上只賣到其他國家同類產品1/5的價格。如果能夠通過石墨烯提高性能,哪怕咱和人家同樣價格出售,那我們的效益也將非??捎^了。”唐一林有意從改善公司當下的產品性能入手,打破石墨烯目前這種曲高和寡的市場狀態,而接下來,他們給予市場的將是一個石破天驚式的震撼。“2000噸的年產量,我們將自用1000噸,剩下的有意以1元/克的價格供應市場。”
    如此低廉的價格,將使石墨烯輕松突破市場瓶頸,給市場帶來顛覆性的影響。一方面,圣泉石墨烯科技研發的示范性作用對于圣泉企業效益提升效果明顯,圣泉5000多家客戶企業也將因此受益匪淺;另一方面,隨著其在更多產業領域的廣泛應用,將引發一場新的材料革命,對于改變中國產品在國際市場上價低質低的落后狀態,提升中國產品的國際品牌形象,實現我國制造業的強國夢影響深遠。

    相關背景資料
    石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,是目前世上已知材料中最薄、最堅硬的納米材料,其硬度是鋼鐵的200倍,厚度只有紙張的200萬分之一,具有極強的導電導熱、透光性及超大比表面積,可廣泛應用于電子、航天軍工、新能源、儲能、復合材料、生物醫藥等諸多領域,被稱作“后硅時代”可能改表世界的“神奇材料”。目前全球各地企業和研究機構對石墨烯的研發呈爆炸式增長。
    濟南圣泉集團股份有限公司始建于1979年,其前身是國家“一五”期間前蘇聯援華的156個項目之一,是一家專注于各類植物秸稈的研究、開發與綜合利用,涉足生物質綜合利用、工業酚醛及高端新型復合材料、鑄造系列材料、健康食品暨生物醫藥等四大產業的創新型企業集團,是全球生物質新材料與生物質能源行業的佼佼者。公司是農業產業化全國重點龍頭企業和國家火炬計劃重點高新技術企業,建有目前同行業唯一一家國家級企業技術中心,擁有一個國家博士后工作站、三個國家認證認可實驗室,下設四家高新技術企業,是 “神州”飛船保溫原材料制定制造商。公司鑄造材料和酚醛樹脂產業的生產規模分居世界第一和世界前三。2014年7月28日,公司經中國證監會核準,在全國中小企業股份轉讓系統正式掛牌上市,成為迄今新三板中營業收入最大、盈利能力最強的企業。

 

 

標簽:石墨 催生 或將




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