作為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ纳衿娌牧?，石墨烯在清潔能源、海水淡化、可穿戴技術(shù)、生物醫(yī)學、電子信息等領(lǐng)域?qū)砀锩宰兓?。未?0年內(nèi)，有望形成千億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，拉動萬億產(chǎn)業(yè)鏈。

11月26日，“石墨烯在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用”主題沙龍在北京舉行。這是烯碳新材石墨烯系列論壇——“烯望沙龍”的第六期活動。

沙龍會上，烯碳新材高級技術(shù)研究員周曉航博士做了主題為“石墨烯在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用”的報告，天津工業(yè)大學時志強教授分享了“超級電容器儲能用炭材料的技術(shù)進展”。來自全國各高校、研究院所、企業(yè)、投資機構(gòu)、媒體等的多位嘉賓在會上進行了熱烈的交流。

我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國。隨著近年來傳統(tǒng)能源消耗帶來的環(huán)境污染事件集中爆發(fā)，如大面積、持續(xù)性的霧霾等，推動清潔能源技術(shù)發(fā)展、有效落實節(jié)能降耗，已成為我國經(jīng)濟發(fā)展中的一件大事。

在近期發(fā)布的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》中，能源革命被列入其中。建議提出“推動建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系”，為新時期清潔能源的發(fā)展提供了巨大的發(fā)展機遇。

目前，儲能已成為長期制約新能源發(fā)展的瓶頸因素。無論對于純電動汽車還是智能電網(wǎng)來說，先進的儲能裝置都是決定成敗的關(guān)鍵因素之一。

周曉航博士提到，目前已報道出的石墨烯儲能器件包括鋰離子電池和石墨烯超級電容產(chǎn)品。例如，南車的石墨烯超級電容器，英國曼徹斯特大學的石墨烯手機充電寶，華為的石墨烯手機電池，還有被大家猜測的特斯拉石墨烯動力電池等。這些產(chǎn)品較傳統(tǒng)的鋰電池和電容器來說，具有更優(yōu)異的性能，尤其表現(xiàn)出更好的充放電壽命和倍率性能。

石墨烯由于其極高的導電率、特殊的層狀結(jié)構(gòu)和超大的比表面積等特點，使得它在儲能領(lǐng)域中具有非常大的應(yīng)用潛能，目前的研究熱點包括：鋰離子電池負極材料、電池導電劑;超級電容的電極材料;燃料電池的催化劑以及隔膜;空氣電池的正極材料等。

周博士介紹到，目前阻礙石墨烯應(yīng)用的主要問題是高昂的生產(chǎn)成本。制備石墨烯的方法主要包括：外延生長法、氧化還原法、化學氣相沉積法等。通過外延生長法工藝生產(chǎn)的石墨烯薄膜，單層率高，缺陷少，但是價格高昂，主要的潛在應(yīng)用為柔性電子領(lǐng)域。氧化還原法生產(chǎn)的石墨烯粉體，盡管單層率較低，但是可產(chǎn)量。對于鋰離子電池來說，價格相對低廉的氧化還原法生產(chǎn)的粉體材料可以滿足負極材料的需求。雖然這種制備方法導致了部分粉體的表面缺陷，犧牲了一部分的導電性。但是，石墨烯可以提高負極材料的整體導電性，增加其容量，避免過電壓。

隨著石墨烯氧化還原制備技術(shù)的不斷提高，規(guī)?；苽涑杀疽矊⒅鸩较陆担攦r格降低到市場可接受的程度時，石墨烯將快速滲透到儲能領(lǐng)域當中，率先實現(xiàn)石墨烯在下游應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用。

天津工業(yè)大學的時志強教授帶來了“超級電容器儲能用炭材料技術(shù)進展”報告。報告中，時教授介紹道，超級電容器具有充電速度快，壽命長等優(yōu)點，適合在智能電網(wǎng)、高鐵變電等領(lǐng)域進行應(yīng)用?；钚蕴烤哂袃r廉、比表面積較大的優(yōu)勢，非常適合超級電容的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。另一方面，石墨烯具有更高的導電性，用來制作超級電容可以提高容量和比能量，彌補超級電容器低能量密度的缺點。

沙龍上，嘉賓們經(jīng)過討論認為，由于石墨烯在儲能領(lǐng)域應(yīng)用的門檻相對較低，儲能領(lǐng)域?qū)⒊蔀殚_啟石墨烯應(yīng)用的第一扇大門，2016年以后，石墨烯儲能領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品有望陸續(xù)走入市場。