日前，重慶市高新區(qū)金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)業(yè)部宣布正式投產(chǎn)石墨烯手機(jī)，“石墨烯手機(jī)的正式投產(chǎn)，意味著我們?cè)谑┎牧现悄芙K端應(yīng)用上取得了第一個(gè)突破點(diǎn)。”該產(chǎn)業(yè)園相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)媒體表示。據(jù)悉，該產(chǎn)業(yè)園還計(jì)劃在今明兩年引進(jìn)20至30家石墨烯企業(yè)，并雄心勃勃地制定了2020年前達(dá)到400億產(chǎn)值的目標(biāo)。

1月16日上午，筆者致電重慶市高新區(qū)金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園，確認(rèn)了石墨烯手機(jī)已經(jīng)投入生產(chǎn)的消息。然而電子科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師陳澤祥對(duì)此卻深表懷疑，他在電話里告訴筆者，“可能是炒作”。

而在此之前的2014年12月14日，國(guó)家主席習(xí)近平前往江蘇產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，對(duì)有關(guān)石墨烯的研發(fā)等展開(kāi)考察，從而在股市又引發(fā)了一股石墨烯概念的炒作熱潮，相關(guān)板塊應(yīng)聲而漲。

石墨烯自2004年被英國(guó)曼徹斯特大學(xué)兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)后，很快因其強(qiáng)度最高、韌性最好、重量最輕等眾多驚人的優(yōu)良性能而被世人關(guān)注。2010年，兩位科學(xué)家因該發(fā)現(xiàn)而被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。近十年來(lái)，有關(guān)石墨烯的研究炙手可熱，石墨烯也因其在能源、生物技術(shù)、航天特種等領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用前景而被認(rèn)為是“具有革命性意義的材料”、“二十一世紀(jì)的材料之王”。有專家預(yù)計(jì)，未來(lái)5至10年，全球石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)1000億美元。

然而統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在滬深兩市60多家和石墨烯有關(guān)的上市公司中，沒(méi)有一家因?yàn)槭┒@得利潤(rùn)，業(yè)內(nèi)分析人士稱“沒(méi)有一個(gè)賺錢(qián)的”。此前，金路集團(tuán)曾發(fā)布公告稱，擬轉(zhuǎn)讓有關(guān)石墨烯的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)成果權(quán)益。金路集團(tuán)被迫拋棄“石墨烯”的原因，據(jù)解釋是資金緊張，然而卻也引發(fā)了市場(chǎng)對(duì)于石墨烯現(xiàn)狀的擔(dān)憂。

石墨烯前景究竟如何，筆者就此對(duì)這一新材料展開(kāi)調(diào)查。

石墨烯電池眾多驚人特點(diǎn)應(yīng)用五大領(lǐng)域

根據(jù)相關(guān)研究報(bào)告，石墨烯（Graphene）是一種由C原子經(jīng)sp2電子軌道雜化后形成的蜂巢狀的準(zhǔn)二維結(jié)構(gòu)，是C元素的另外一種同素異形體。與其他新材料相比，石墨烯具有眾多優(yōu)良的特點(diǎn)，如載流子遷移率高、電流密度大、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率高、最薄最輕最硬，同時(shí)具有高性能傳感器、可強(qiáng)化電子輸送、催化劑、吸氫、雙極半導(dǎo)體、無(wú)散熱傳輸?shù)裙δ堋Ｓ捎谑┑男阅軆?yōu)良、功能眾多而被廣泛應(yīng)用到鋰電子電池、超級(jí)電容、導(dǎo)電油墨、觸摸屏、軟性電子、散熱、涂料、傳感器等領(lǐng)域，此外，在高頻電子、環(huán)保、光電、聚合物、海水淡化、太陽(yáng)能電池、燃料電池、催化劑、建筑材料等領(lǐng)域，也能發(fā)現(xiàn)石墨烯的身影。

目前中國(guó)、美國(guó)、歐盟、韓國(guó)、日本等國(guó)家和組織均將石墨烯的研究提升至戰(zhàn)略高度。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，有關(guān)石墨烯的專利申請(qǐng)逐年倍增，2009年全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量為165篇，2012年則達(dá)到1829篇，其中來(lái)自中國(guó)的專利申請(qǐng)位居第一，達(dá)總量的50%以上，占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。

有專家預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年內(nèi)，石墨烯將主要用于“超級(jí)電容器”、“觸摸屏”、“結(jié)構(gòu)材料”、“傳感器”、“高性能計(jì)算機(jī)”五大領(lǐng)域。

突破技術(shù)障礙有革命性意義

以石墨烯為材料，可以制造出眾多與人們生活息息相關(guān)的用品，如電池、夜視鏡、醫(yī)用掃描儀、防彈衣、避孕套、3D打印機(jī)、彎曲的手機(jī)等。而其中為人們所熟知是石墨烯聚合材料電池，即“超級(jí)電池”，其成本比傳統(tǒng)鋰電池低77%，重量也僅為傳統(tǒng)電池的一半，但儲(chǔ)電量卻是目前市場(chǎng)上性能最好的電池的三倍，以此為電力的電動(dòng)車將會(huì)大大突破以往電池行駛里程的限制，最高可以行駛1000公里，而充電時(shí)間僅為8分鐘，比傳統(tǒng)鋰電池充電時(shí)間快十倍。

2014年12月26日，美國(guó)電動(dòng)汽車制造商特斯拉發(fā)布了第一代車型Roadster（敞篷跑車）的升級(jí)版，續(xù)航里程達(dá)到644公里，比原版393公里的續(xù)航里程高出60%，電池容量則高出近70%。此前，全球的汽車制造商們主要以三種鋰電池為動(dòng)力：鎳鈷鋁酸鋰電池(鈷酸鋰電池)、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池。鎳鈷鋁酸鋰電池主要應(yīng)用在美國(guó)，以特斯拉為代表；磷酸鐵鋰電池主要在中國(guó)應(yīng)用，以比亞迪汽車為代表；錳酸鋰電池則主要應(yīng)用在日本。這三種電池，鎳鈷鋁酸鋰電池能量密度最高，但高溫下最不穩(wěn)定，磷酸鐵鋰電池雖然最穩(wěn)定，但能量密度又不高。

由于傳統(tǒng)的鋰電池功率密度受限，無(wú)法快速吸收和釋放大量能量，而導(dǎo)致電動(dòng)汽車的行駛里程、充電時(shí)間等均受到制約，這也是中國(guó)新能源汽車推廣長(zhǎng)達(dá)5年而一直沒(méi)有取得預(yù)期效果的原因所在。中國(guó)預(yù)計(jì)在2015年銷售純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車50萬(wàn)輛，然而截至2014年12月，新能源汽車銷售量尚且不足6萬(wàn)輛，差距巨大。這其中除了充電設(shè)施不完善，不便充電外，電量有限、續(xù)航里程短是關(guān)鍵的技術(shù)障礙。

有關(guān)研究人員介紹，目前國(guó)內(nèi)主要研究的是將石墨烯運(yùn)用到鋰電池上，而非全新體系的“超級(jí)電池”。時(shí)至今日，傳統(tǒng)鋰電池的技術(shù)已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)20年沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性的革新，故石墨烯“超級(jí)電池”的出現(xiàn)，對(duì)新能源汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑具有革命性的意義。