Kodėl grafenas Kinijoje tapo afera?
Tačiau, nors grafeno pritaikymo perspektyvos darosi vis perspektyvesnės, kategoriškas ir kitas visiškai kitoks teiginys: grafenas Kinijoje yra sukčiai.
2015 m. kovo mėn. Kinijos mokslų akademijos Čongčingo žaliųjų ir pažangiųjų technologijų institutas paskelbė apie grafeno mobiliojo telefono, pavadinto &, GALAX SETTLERα", pristatymą. Pagal tuometinę viešumą, jo šviesos pralaidumas siekė net 97%, mobiliojo telefono įkrovimo greitis padidintas 40%, o baterijos veikimo laikas Pailgėjus 50%, baterijos energijos tankis taip pat padidėja 10%. %. Kadangi jis yra susietas su grafenu, nors šis telefonas prilygsta tik tūkstančio juanių konfigūracijai, kaina gali siekti 2499 juanių.
Praėjus aštuoniems mėnesiams, nepaisant pranešimo apie pirmąją 30 000 vienetų šio grafeno telefono partiją, jis nebuvo parduotas rinkoje.
Tačiau žmonės gali nusipirkti įvairių kitų grafeno gaminių. Pavyzdžiui, „Shengquan Group“, įtraukta į biržos sąrašus Naujojoje OTC rinkoje, į rinką išleido grafenines kojines ir apatinius. Remiantis bendrovės viešumu, jie pridėjo biomasės grafeno"vidinio atšilimo" pluošto gaminiui, kuris yra visiškai naujas išmanusis daugiafunkcis kompozitinis pluoštas, kuris" turi galimybę aktyvuoti imunines ląsteles, apsaugoti nuo ultravioletinių spindulių, gerina mikrocirkuliaciją, turi antibakterinių ir antibakterinių savybių, šilumą ir saulės spindulius didinančias savybes, taip pat gali dezodoruoti."
Anot bendrovės viešumos, jie karbonizavo augalų stiebus, kad išgautų grafeną, grafeno superlaidumą panaudodami kaip žaliavą drabužių gamybai. Jie taip pat planuoja išleisti išmaniąją liemenėlę, kuri per įmontuotą jutiklį matuoja subtilius moterų krūtinės temperatūros pokyčius, kad veiksmingai išvengtų navikų ir krūties vėžio. Juos planuoja pritaikyti ir karinėms uniformoms. Šiuo metu šie vadinamieji grafeno gaminiai yra brangūs, kojinių poros kaina. Už daugiau nei 50 juanių apatinio trikotažo poros kaina siekia beveik 300 juanių, grafeno diržo – beveik 600 juanių, o šilumą generuojantys drabužiai parduodami už daugiau nei 1700 juanių.
& quot;Per pastaruosius kelerius metus, kai nanomedžiagos buvo populiarios, buvo daug ažiotažų apie'nano+' Kinijoje. Šį kartą'grafeno' koncepcija; yra tas pats. Daugelis grafeno gaminių yra sukčiai." Nacionalinio 863 projekto vadovas, medžiagų mokslininkas Saidas Qi Lu, Pekino universiteto Chemijos ir molekulinės inžinerijos mokyklos profesorius. Dėl savo indėlio į naujas medžiagas ir energiją, Qilu taip pat žinomas kaip pagrindinis mano šalies' ličio kobalto oksido ir ličio manganato baterijų katodinių medžiagų įkūrėjas.
Žurnalisto' supratimu, grafenas šiuo metu skirstomas į du tipus: monoatominį plonasluoksnį grafeną ir grafeno miltelius. Pirmajam ruošiant kaip žaliavos daugiausia naudojamos anglies turinčios dujos, tokios kaip metanas ir acetilenas, sintezuojamos cheminio nusodinimo garais būdu, kuris neturi nieko bendra su grafitu ar šiaudais.
Grafeno milteliai gaunami iš natūralaus grafito, oksiduojami koncentruota rūgštimi ir stipriu oksidatoriumi, o po to redukuojami plėtojant terminį apdorojimą. Kalbant apie grafeną, išgautą iš šiaudų, sakoma, kad 15 kačių kukurūzų uogų gali išgauti vieną katiną grafeno. Atrodo, kad daugelis pramonės žmonių yra negirdėti.
Be akivaizdžių sukčiavimo grafeno kelnaičių,"grafeno baterijos" ir"grafeno ličio baterijos" kad daugelis mokslinių tyrimų institutų ir įmonių nori plėtoti, taip pat kaltinami melu.
Šiuo metu grafeno panaudojimas baterijų srityje paprastai yra grafeno medžiagų pridėjimas prie teigiamų ir neigiamų ličio baterijų elektrodų."Šis požiūris akivaizdžiai klaidinantis." Neseniai Tsinghua Energy interneto tyrinėtojas Liu Guanwei suabejojo & quot;grafeno akumuliatoriaus" straipsnis internete.
Šiame straipsnyje pavadinimu"Legendinis"Grafeno baterija" technologija, ar tai didelis melas?"Straipsnyje Liu Guanwei pateikė aiškų vaizdą nuo pat pradžių:
& technologija quot;grafeno baterija" beveik neegzistuoja. Grafenas tik teoriškai gali padidinti įkrovimo ir iškrovimo greitį, bet nepadeda padidinti talpos (energijos). Žmonės, kurie nusivils), gudrybės prasmė yra daug didesnė už praktinę vertę.
Liu Guanwei teigimu, pagal klasikinę elektrocheminę nomenklatūrą ličio jonų baterijos, naudojamos bendruosiuose išmaniuosiuose telefonuose, turėtų būti pavadintos"ličio kobalto oksido-grafito baterijomis." Jis vadinamas"ličio jonų baterija" nes jame pagrindinį vaidmenį atlieka ličio jonai."Griežtai kalbant, grafenas atlieka tik pagalbinį vaidmenį akumuliatoriuje, todėl grafeną naudojanti baterija negali būti tiesiogiai vadinama'grafeno baterija'."
Liu Guanwei' nuomone, tik grafenas naudojamas kaip"laidus priedas" ličio baterijose, kurios iš esmės dabar pateko į rinką. Bet net ir&taikymas quot;priedai" buvo apklaustas.
Grafenas gali būti naudojamas kaip laidus agentas, skatinantis greitą ličio baterijų įkrovimą ir iškrovimą. Teoriškai tai gali pagerinti greičio našumą. Tačiau jei dispersijos procesas nevyksta, o maišymasis netolygus, viskas yra pilis danguje. Be to, yra daug kokybiškų ir nebrangių medžiagų. Reikia naudoti brangų grafeną."
Žurnalistas pastebėjo, kad Liu Guanwei' nuomonę pripažino daugelis vyresniųjų pramonės ekspertų, įskaitant Zhang Yuanbo, Qilu, Fudano universiteto Polimerų mokslo katedros profesorių Lu Hongbiną ir katedros profesorių Yuan Guohui. Harbino technologijos instituto chemijos inžinerijos mokyklos taikomosios chemijos mokslų daktaras.
& quot;Kas iki šiol gali pateikti duomenis? Ar kas nors pagamino tokį akumuliatorių?" Qilu taip pat mano, kad" teigiami ir neigiami ličio baterijų elektrodai yra sluoksniuotos struktūros, todėl tam tikromis išorinėmis sąlygomis jis sudaro migraciją iš teigiamo elektrodo į neigiamą elektrodą. Grafenas yra vieno sluoksnio anglies atomo žiedo struktūra, kurią lemia jo pačios cheminės ir fizinės savybės ir nesudarys atskiros neigiamos ličio baterijų elektrodo medžiagos."
Ar daug žmonių tam švaisto savo gyvenimus?
Atsižvelgdamas į pramonės ekspertų abejones, kaip&generalinis sekretorius; Kinijos grafeno pramonės technologijų inovacijų strateginis aljansas &, Li Yichun sakė: &; nors pramonė yra prieštaringa, mokslinė ir technologinė naujovių, visko gali nutikti. Kai kurie ekspertai mano, kad tai neįmanoma.' viskas pasiekta, o kai kurie ekspertai yra pernelyg savavališki, tačiau turime būti atviri."
Iki šiol neįmanoma žinoti tikrojo Qingdao naujai sukurto&veido; pasaulyje pirmaujanti grafeno ličio baterija &, quot;. „Huawei“ atsakymas yra &; yra grafeno tyrimų, tačiau jis nebus taip greitai komercializuotas." Kaip teigia Kinijos mokslų akademijos Šanchajaus keramikos institutas,&lyderis; grafeno super elektrinių transporto priemonių akumuliatorius &; komanda, Huang Fuqiang'gynimas yra ta, kad"kiekvienas iš skirtingų pusių padarys skirtingas išvadas, bet esmė ta pati."
Tiesą sakant, net Andre Gaimas, 2010 m. gavęs Nobelio premiją už grafeno atradimą,' nesupranta dabartinio pašėlusio grafeno Kinijoje. 2015 m. spalio pabaigoje, kai Gaimas dalyvavo grafeno gaminių parodoje Čingdao, jis nekreipė dėmesio į šeimininko veidą ir aiškiai pasakė, kad „šiuo metu gali būti įtariama, kad daugelis taikomųjų produktų, įskaitant grafeno baterijas, kelia ažiotažą“.
Tą dieną, kai Gaimas dalyvavo susitikime,"2015 Global Graphene Industry Research Report" Taip pat buvo išleistas Kinijos grafeno pramonės technologijų inovacijų strateginis aljansas, kuris parodė, kad Kinija ne tik užėmė pirmąją vietą pasaulyje pagal publikuotų straipsnių apie grafeną skaičių 2012 m. pabaigoje, o patentų skaičius sparčiai išaugo. pastaruosius trejus metus.
Tačiau Gaimas interviu Kinijos žiniasklaidai taip pat nurodė, kad pusė daugelio publikuotų grafeno popieriaus tyrimų bus atmesta. Kita vertus, daugelis patentų, ypač universitetų, kurių 90% neturi vertės, 99% patentų ilgainiui nustos galioti, o šių patentų išlaikymas taip pat kainuos nemažus pinigus, o daugelis žmonių švaisto savo pinigus. gyvena už tai.
& quot; Nors Kinija užima pirmąją vietą pasaulyje pagal paskelbtų grafeno straipsnių skaičių, daugelis mokslinių tyrimų institutų nežino, ko nori pramonė, o mokslinių tyrimų ir taikymo atskyrimo problema yra ryški." Kang Feiyu, Tsinghua universiteto Šendženo aukštosios mokyklos dekanas ir anglies medžiagų ekspertas.
Šios abejonės nesustabdo Kinijos grafeno praktikų tempo. Sausio 16 d. Changzhou Vakarų Taihu mokslo ir technologijų pramonės parkas surengė grafeno projektų pasirašymo ceremoniją, o 21 grafeno projektas kartu apsigyveno Čangdžou. Liu Zhifeng, Changzhou Vakarų Taihu mokslo ir technologijų pramonės parko partijos darbo komiteto sekretorius, sakė, kad Changzhou' grafeno pramonė juda link&tikslo sukurti dešimtis milijardų specialių pramonės šakų. ."
Kinijoje yra daug grafeno pramonės parkų, tokių kaip Changzhou. Pasak reporterio' didelio masto grafeno pramonės parkai buvo suformuoti Čongčinge, Usi, Čingdao, Tangšane ir kitose vietose. Ir tikimasi, kad 2016 metais sužydės daugiau grafeno pramonės parkų.
Čangdžou 2D Carbon Technology Co., Ltd. neatskleistas asmuo žurnalistams sakė, kad jie buvo įsteigti Čangdžou 2011 m. ir išaugo iki 200 žmonių. 2012 m. jie pagamino pirmąjį pasaulyje' talpinį grafeno jutiklinį ekraną. Per pastaruosius dvejus metus jie taip pat panaudojo didelį grafeno plėvelių šilumos spinduliuotės efektyvumą, kad sukurtų kai kuriuos šildomus drabužius. Jų tyrimų ir plėtros kryptys taip pat apima grafeno kompozicines medžiagas, saulės elementus ir nešiojamus jutiklius. Tačiau jis pripažino, kad šie produktai iš tikrųjų turi mažai ką bendro su grafenu.
Tai kapitalo rinka, kuri saldumo paragauja anksčiau nei pramonės parkai, mokslinių tyrimų institutai, universitetai, įmonės. Atitinkami duomenys rodo, kad iš viso 60 Šanchajaus ir Šendženo biržose kotiruojamų įmonių turi grafeno verslą. 2015 m. rugpjūčio viduryje „Del Home Furnishings“, esanti Jiangsu, paskelbė apie savo investicijas į grafeno superličio baterijas ir kitus projektus. Sudarius&planą; metines pajamas padidinus 2,8 milijardo juanių ir metinį grynąjį pelną 450 milijonų juanių &, ši bendrovė pasivijo" Įmonės akcijų kaina su sąvoka"grafeno baterija" Panašu, kad jis buvo raketoje ir per daugiau nei du mėnesius padidėjo 158,4%.
Pramonės komercializavimo kelias ilgas
& quot;Taikant grafeną vidaus rinkoje, iš tikrųjų nėra daug įmonių, kurios iš tikrųjų gamina grafeną. Daugelis iš jų yra įmonės, kurios anksčiau gamino anglies medžiagas, tokias kaip grafitas, arba net visiškai nesusijusios įmonės, kurios naudoja grafeno reklamjuostę, spekuliuoja atsargomis arba kovoja už jį. Nacionaliniai fondai, beveik nėra įmonių, kurios tikrai gamina grafeną ir gali tikrai užsidirbti." sakė Zhu Hongwei, Tsinghua universiteto Medžiagų mokslo ir inžinerijos mokyklos Mikro-nano mechanikos centro profesorius.
Liu Guanwei' nuomone, ne tik daug vietinių grafeno sukčių, bet ir daug ažiotažų apie užsienio projektus. Straipsnyje, kuriame klausinėjamos apie grafeno baterijas, Liu Guanwei teigė, kad"Ispanijos Graphenano kompanija, turinti grafeno baterijas" negalėjo rasti jokios pagrįstos informacijos, ar tai buvo trys Vokietijos automobilių bendrovės, kurios teigė bendradarbiaujančios, ar Patentų biuro svetainėje.
Taigi, kodėl labai lauktas&naujų medžiagų karalius" tokiame nepatogiame ginče?
Pasak reporterio', yra trys priežastys: Viena vertus, nesvarbu, ar tai būtų vietinė, ar užsienio, nėra techniškai nustatyto pramoninio sintezės metodo, leidžiančio gauti didelio ploto monokristalinį grafeną. Kita vertus, tolesnė grafeno pramonės grandinė rinkoje dar nesusiformavo. Didžiausią grafeno paklausą turi tik pagrindiniai mokslinių tyrimų institutai ir laboratorijos, o pramoniniam naudojimui nebuvo pradėtas naudoti didelis grafeno kiekis.
Dar 2010 m. Pietų Korėjos Sungkyunkwan universiteto ir „Samsung Corporation“ mokslininkai sukūrė skaidrų ir lankstų ekraną, sudarytą iš daugiasluoksnio grafeno ir poliesterio lakštinio pagrindo. Tuo metu Hong Bingxi, Sungkyunkwan universiteto profesorius ir atitinkamas šio straipsnio autorius, pasiūlė, kad jų metodas galėtų būti naudojamas gaminant grafeno pagrindu pagamintas saulės baterijas, jutiklinius jutiklius ir plokščiuosius ekranus. Tačiau tuo metu jis taip pat pripažino, kad didelio masto gamybai ir komercializacijai dar per anksti – po penkerių metų Hong Bingxi' metodas vis dar liko Samsung ir Sungkyunkwan universiteto Pietų Korėjoje laboratorijose.
Paskutinis aspektas yra grafeno paruošimo kaina. Dėl nesugebėjimo gaminti masiškai, grafeno paruošimo kaina išliko didelė, o didelė kaina taip pat trukdė industrializacijos tempui vartotojų rinkoje. Anksčiau grafeno kaina siekdavo net 5000 juanių/gramą, o tai kelis kartus brangiau nei auksas."Butas to, kas nieko nestebina, yra brangesnis už auksą. Keli gramai grafeno miltelių verti šimtus tūkstančių juanių. Kai skrendame lėktuvu, mus veža keli žmonės, baimindamiesi, kad mus konfiskuotų saugumo patikra." Tirti startuoliai tai apibūdino taip.
Kanadoje Grafoid ir Singapūro nacionalinis universitetas įkūrė didžiausią pasaulyje grafeno tyrimų centrą (NUS), o 2014 m. Ontarijuje pradėjo naują gamybos bazę. Šioje 20 000 kvadratinių metrų bazėje daugiausia gaminami grafeno milteliai. Tuo metu įmonei atsakingas asmuo teigė, kad jie gali masiškai gaminti aukštos kokybės grafeną už mažą kainą. Tačiau praėjus daugiau nei metams, iš šios bazės nebuvo gauta jokių naujų žinių.
Todėl daugiausia techninės problemos iš tikrųjų trukdo plataus masto grafeno taikymui. Tarp jų didžiausias sunkumas yra nuoseklių ir atkuriamų sintetinių metodų kūrimas pigiam, didelio masto ir aukštos kokybės grafenui.
Įdomus dalykas, su kuriuo žmonės yra susipažinę, yra tai, kad Andre Gaimas naudojo juostą grafenui gauti. Tačiau žmonės nežino', kad šiuo metodu gautas grafenas yra mažo dydžio, paprastai nuo 10 mikronų iki 100 mikronų, jo trūkumai yra maža išeiga ir didelė kaina, be to, jis negali atitikti industrializacija ir didelio masto gamyba.
Vėliau grafito oksido redukcijos metodas yra vienas iš dažniausiai naudojamų grafeno paruošimo būdų. Tačiau šiuo metodu daugiausia gaunami grafeno milteliai, kurie turi daug defektų ir prastų elektrinių bei mechaninių savybių. Koncentruota sieros rūgštis reikalinga grafitui oksiduoti, o tai yra sudėtinga pramoninių atliekų skysčių apdorojimo problema.
Nuo tada žmonės manė, kad grafenui ruošti nebūtina naudoti grafitą, o tik pabandyti, kad anglies atomai sudarytų ploną plėvelę. Atsirado cheminis nusodinimas garais (CVD). Šiuo metodu į reakcijos kamerą įvedamos tokios dujos kaip etilenas arba acetilenas, kad šios dujos suskaidytų aukštoje temperatūroje. Po aušinimo anglies atomai nusėda ant substrato paviršiaus, kad susidarytų grafenas. . Nors CVD gali atitikti didelio masto ir aukštos kokybės grafeno gamybos dideliu mastu reikalavimus, problema ta, kad dėl didelių sąnaudų ir sudėtingo proceso šio metodo taikymas grafeno gamyboje yra ribotas.
Dėl didžiulio paruošimo būdų skirtumo tūkstančius kartų skiriasi ir grafeno miltelių bei CVD plėvelės kaina. Pavyzdžiui, 1 gramas grafeno miltelių kainuoja tik mažiau nei 10 juanių, o 1 kvadratinis metras grafeno plėvelės kainuoja nuo dešimčių iki šimtų juanių, o jos svoris iš tikrųjų yra mažesnis nei 1 mg.
Yra dar vienas pagrindinis metodas – tirpiklio pašalinimo metodas. Kadangi visas skystosios fazės šveitimo procesas nesukelia jokių defektų grafeno paviršiuje, tai suteikia plačias pritaikymo perspektyvas mikroelektronikos, daugiafunkcinių kompozitinių medžiagų ir kt. srityse. Trūkumas taip pat yra labai mažas išeiga.
Todėl taikymo požiūriu grafenas šiuo metu yra pasakojimo stadijoje namuose ir užsienyje."Be to, dabartiniai pramoniniai standartai, taikomi plataus vartojimo elektronikos grafeno dydžiui, vienodumui ir patikimumui, dar nenustatyti, todėl realus grafeno panaudojimas buitinėje elektronikoje dar nebuvo parodytas." Zhu Hongwei mano, kad grafitas Šiuo metu ene laboratorijoje gali pagaminti nedidelio masto prietaisus, tačiau masinės gamybos ir integravimo kokybės garantuoti negalima."Bent jau vilties nėra."
Tiesą sakant, net pats Gaimas turi abejonių dėl dabartinės grafeno komercializavimo. Gaimas mano, kad grafenas yra gruntas, paskatinęs kurti daugiau dvimačių medžiagų. Tačiau grafenui, žvelgiant iš fizikos perspektyvos, jis pasiekė kliūtį, ir jei ateityje nebus didesnio proveržio, sunku atlikti tolesnius patobulinimus.
Grafeno vystymosi prisiminimai
2004 m.: Andrejus Geimas ir Konstantinas Novoselovas gavo grafeną paprastu mechaniniu juostos pašalinimo metodu. Jiedu 2010 metais laimėjo Nobelio fizikos premiją.
2009 m. gruodžio mėn.: Japonijos' Fujitsu tyrimų institutas paskelbė apie sėkmingą grafeno naudojimą tranzistoriams gaminti.
2010 m. vasaris: IBM sukūrė Graphene FET (lauko efekto tranzistorių).
2010 m. birželis: Samsung ir profesorius Sumio Iijima iš Sungkyunkwan universiteto Pietų Korėjoje panaudojo grafeną lanksčiams skaidriems elektrodams gaminti.
2012 m. sausio mėn.: Jiangnan Grafeno tyrimų institutas, 2D Carbon ir kitos bendrovės paskelbė, kad kartu sukūrė pirmąjį pasaulyje' mobiliesiems telefonams skirtą grafeno talpinį jutiklinį ekraną.
2012 m. rugpjūčio mėn.: „Nokia“ paskelbė, kad jos R&D skyrius dirba su grafeno fotoelektriniais jutikliais.
2012 m. rugsėjis: „Sony“ paskelbė, kad sukūrė grafeno gamybos procesą nuo ritinio iki ritinio.
2013 m. sausis: Kinijos mokslų akademijos Čongčingo tyrimas
Kodėl grafenas Kinijoje tapo afera?
Tačiau, nors grafeno pritaikymo perspektyvos darosi vis perspektyvesnės, kategoriškas ir kitas visiškai kitoks teiginys: grafenas Kinijoje yra sukčiai.
2015 m. kovo mėn. Kinijos mokslų akademijos Čongčingo žaliųjų ir pažangiųjų technologijų institutas paskelbė apie grafeno mobiliojo telefono, pavadinto &, GALAX SETTLERα", pristatymą. Pagal tuometinę viešumą, jo šviesos pralaidumas siekė net 97%, mobiliojo telefono įkrovimo greitis padidintas 40%, o baterijos veikimo laikas Pailgėjus 50%, baterijos energijos tankis taip pat padidėja 10%. %. Kadangi jis yra susietas su grafenu, nors šis telefonas prilygsta tik tūkstančio juanių konfigūracijai, kaina gali siekti 2499 juanių.
Praėjus aštuoniems mėnesiams, nepaisant pranešimo apie pirmąją 30 000 vienetų šio grafeno telefono partiją, jis nebuvo parduotas rinkoje.
Tačiau žmonės gali nusipirkti įvairių kitų grafeno gaminių. Pavyzdžiui, „Shengquan Group“, įtraukta į biržos sąrašus Naujojoje OTC rinkoje, į rinką išleido grafenines kojines ir apatinius. Remiantis bendrovės viešumu, jie pridėjo biomasės grafeno"vidinio atšilimo" pluošto gaminiui, kuris yra visiškai naujas išmanusis daugiafunkcis kompozitinis pluoštas, kuris" turi galimybę aktyvuoti imunines ląsteles, apsaugoti nuo ultravioletinių spindulių, gerina mikrocirkuliaciją, turi antibakterinių ir antibakterinių savybių, šilumą ir saulės spindulius didinančias savybes, taip pat gali dezodoruoti."
Anot bendrovės viešumos, jie karbonizavo augalų stiebus, kad išgautų grafeną, grafeno superlaidumą panaudodami kaip žaliavą drabužių gamybai. Jie taip pat planuoja išleisti išmaniąją liemenėlę, kuri per įmontuotą jutiklį matuoja subtilius moterų krūtinės temperatūros pokyčius, kad veiksmingai išvengtų navikų ir krūties vėžio. Juos planuoja pritaikyti ir karinėms uniformoms. Šiuo metu šie vadinamieji grafeno gaminiai yra brangūs, kojinių poros kaina. Už daugiau nei 50 juanių apatinio trikotažo poros kaina siekia beveik 300 juanių, grafeno diržo – beveik 600 juanių, o šilumą generuojantys drabužiai parduodami už daugiau nei 1700 juanių.
& quot;Per pastaruosius kelerius metus, kai nanomedžiagos buvo populiarios, buvo daug ažiotažų apie'nano+' Kinijoje. Šį kartą'grafeno' koncepcija; yra tas pats. Daugelis grafeno gaminių yra sukčiai." Nacionalinio 863 projekto vadovas, medžiagų mokslininkas Saidas Qi Lu, Pekino universiteto Chemijos ir molekulinės inžinerijos mokyklos profesorius. Dėl savo indėlio į naujas medžiagas ir energiją, Qilu taip pat žinomas kaip pagrindinis mano šalies' ličio kobalto oksido ir ličio manganato baterijų katodinių medžiagų įkūrėjas.
Žurnalisto' supratimu, grafenas šiuo metu skirstomas į du tipus: monoatominį plonasluoksnį grafeną ir grafeno miltelius. Pirmajam ruošiant kaip žaliavos daugiausia naudojamos anglies turinčios dujos, tokios kaip metanas ir acetilenas, sintezuojamos cheminio nusodinimo garais būdu, kuris neturi nieko bendra su grafitu ar šiaudais.
Grafeno milteliai gaunami iš natūralaus grafito, oksiduojami koncentruota rūgštimi ir stipriu oksidatoriumi, o po to redukuojami plėtojant terminį apdorojimą. Kalbant apie grafeną, išgautą iš šiaudų, sakoma, kad 15 kačių kukurūzų uogų gali išgauti vieną katiną grafeno. Atrodo, kad daugelis pramonės žmonių yra negirdėti.
Be akivaizdžių sukčiavimo grafeno kelnaičių,"grafeno baterijos" ir"grafeno ličio baterijos" kad daugelis mokslinių tyrimų institutų ir įmonių nori plėtoti, taip pat kaltinami melu.
Šiuo metu grafeno panaudojimas baterijų srityje paprastai yra grafeno medžiagų pridėjimas prie teigiamų ir neigiamų ličio baterijų elektrodų."Šis požiūris akivaizdžiai klaidinantis." Neseniai Tsinghua Energy interneto tyrinėtojas Liu Guanwei suabejojo & quot;grafeno akumuliatoriaus" straipsnis internete.
Šiame straipsnyje pavadinimu"Legendinis"Grafeno baterija" technologija, ar tai didelis melas?"Straipsnyje Liu Guanwei pateikė aiškų vaizdą nuo pat pradžių:
& technologija quot;grafeno baterija" beveik neegzistuoja. Grafenas tik teoriškai gali padidinti įkrovimo ir iškrovimo greitį, bet nepadeda padidinti talpos (energijos). Žmonės, kurie nusivils), gudrybės prasmė yra daug didesnė už praktinę vertę.
Liu Guanwei teigimu, pagal klasikinę elektrocheminę nomenklatūrą ličio jonų baterijos, naudojamos bendruosiuose išmaniuosiuose telefonuose, turėtų būti pavadintos"ličio kobalto oksido-grafito baterijomis." Jis vadinamas"ličio jonų baterija" nes jame pagrindinį vaidmenį atlieka ličio jonai."Griežtai kalbant, grafenas atlieka tik pagalbinį vaidmenį akumuliatoriuje, todėl grafeną naudojanti baterija negali būti tiesiogiai vadinama'grafeno baterija'."
Liu Guanwei' nuomone, tik grafenas naudojamas kaip"laidus priedas" ličio baterijose, kurios iš esmės dabar pateko į rinką. Bet net ir&taikymas quot;priedai" buvo apklaustas.
Grafenas gali būti naudojamas kaip laidus agentas, skatinantis greitą ličio baterijų įkrovimą ir iškrovimą. Teoriškai tai gali pagerinti greičio našumą. Tačiau jei dispersijos procesas nevyksta, o maišymasis netolygus, viskas yra pilis danguje. Be to, yra daug kokybiškų ir nebrangių medžiagų. Reikia naudoti brangų grafeną."
Žurnalistas pastebėjo, kad Liu Guanwei' nuomonę pripažino daugelis vyresniųjų pramonės ekspertų, įskaitant Zhang Yuanbo, Qilu, Fudano universiteto Polimerų mokslo katedros profesorių Lu Hongbiną ir katedros profesorių Yuan Guohui. Harbino technologijos instituto chemijos inžinerijos mokyklos taikomosios chemijos mokslų daktaras.
& quot;Kas iki šiol gali pateikti duomenis? Ar kas nors pagamino tokį akumuliatorių?" Qilu taip pat mano, kad" teigiami ir neigiami ličio baterijų elektrodai yra sluoksniuotos struktūros, todėl tam tikromis išorinėmis sąlygomis jis sudaro migraciją iš teigiamo elektrodo į neigiamą elektrodą. Grafenas yra vieno sluoksnio anglies atomo žiedo struktūra, kurią lemia jo pačios cheminės ir fizinės savybės ir nesudarys atskiros neigiamos ličio baterijų elektrodo medžiagos."
Ar daug žmonių tam švaisto savo gyvenimus?
Atsižvelgdamas į pramonės ekspertų abejones, kaip&generalinis sekretorius; Kinijos grafeno pramonės technologijų inovacijų strateginis aljansas &, Li Yichun sakė: &; nors pramonė yra prieštaringa, mokslinė ir technologinė naujovių, visko gali nutikti. Kai kurie ekspertai mano, kad tai neįmanoma.' viskas pasiekta, o kai kurie ekspertai yra pernelyg savavališki, tačiau turime būti atviri."
Iki šiol neįmanoma žinoti tikrojo Qingdao naujai sukurto&veido; pasaulyje pirmaujanti grafeno ličio baterija &, quot;. „Huawei“ atsakymas yra &; yra grafeno tyrimų, tačiau jis nebus taip greitai komercializuotas." Kaip teigia Kinijos mokslų akademijos Šanchajaus keramikos institutas,&lyderis; grafeno super elektrinių transporto priemonių akumuliatorius &; komanda, Huang Fuqiang'gynimas yra ta, kad"kiekvienas iš skirtingų pusių padarys skirtingas išvadas, bet esmė ta pati."
Tiesą sakant, net Andre Gaimas, 2010 m. gavęs Nobelio premiją už grafeno atradimą,' nesupranta dabartinio pašėlusio grafeno Kinijoje. 2015 m. spalio pabaigoje, kai Gaimas dalyvavo grafeno gaminių parodoje Čingdao, jis nekreipė dėmesio į šeimininko veidą ir aiškiai pasakė, kad „šiuo metu gali būti įtariama, kad daugelis taikomųjų produktų, įskaitant grafeno baterijas, kelia ažiotažą“.
Tą dieną, kai Gaimas dalyvavo susitikime,"2015 Global Graphene Industry Research Report" Taip pat buvo išleistas Kinijos grafeno pramonės technologijų inovacijų strateginis aljansas, kuris parodė, kad Kinija ne tik užėmė pirmąją vietą pasaulyje pagal publikuotų straipsnių apie grafeną skaičių 2012 m. pabaigoje, o patentų skaičius sparčiai išaugo. pastaruosius trejus metus.
Tačiau Gaimas interviu Kinijos žiniasklaidai taip pat nurodė, kad pusė daugelio publikuotų grafeno popieriaus tyrimų bus atmesta. Kita vertus, daugelis patentų, ypač universitetų, kurių 90% neturi vertės, 99% patentų ilgainiui nustos galioti, o šių patentų išlaikymas taip pat kainuos nemažus pinigus, o daugelis žmonių švaisto savo pinigus. gyvena už tai.
& quot; Nors Kinija užima pirmąją vietą pasaulyje pagal paskelbtų grafeno straipsnių skaičių, daugelis mokslinių tyrimų institutų nežino, ko nori pramonė, o mokslinių tyrimų ir taikymo atskyrimo problema yra ryški." Kang Feiyu, Tsinghua universiteto Šendženo aukštosios mokyklos dekanas ir anglies medžiagų ekspertas.
Šios abejonės nesustabdo Kinijos grafeno praktikų tempo. Sausio 16 d. Changzhou Vakarų Taihu mokslo ir technologijų pramonės parkas surengė grafeno projektų pasirašymo ceremoniją, o 21 grafeno projektas kartu apsigyveno Čangdžou. Liu Zhifeng, Changzhou Vakarų Taihu mokslo ir technologijų pramonės parko partijos darbo komiteto sekretorius, sakė, kad Changzhou' grafeno pramonė juda link&tikslo sukurti dešimtis milijardų specialių pramonės šakų. ."
Kinijoje yra daug grafeno pramonės parkų, tokių kaip Changzhou. Pasak reporterio' didelio masto grafeno pramonės parkai buvo suformuoti Čongčinge, Usi, Čingdao, Tangšane ir kitose vietose. Ir tikimasi, kad 2016 metais sužydės daugiau grafeno pramonės parkų.
Čangdžou 2D Carbon Technology Co., Ltd. neatskleistas asmuo žurnalistams sakė, kad jie buvo įsteigti Čangdžou 2011 m. ir išaugo iki 200 žmonių. 2012 m. jie pagamino pirmąjį pasaulyje' talpinį grafeno jutiklinį ekraną. Per pastaruosius dvejus metus jie taip pat panaudojo didelį grafeno plėvelių šilumos spinduliuotės efektyvumą, kad sukurtų kai kuriuos šildomus drabužius. Jų tyrimų ir plėtros kryptys taip pat apima grafeno kompozicines medžiagas, saulės elementus ir nešiojamus jutiklius. Tačiau jis pripažino, kad šie produktai iš tikrųjų turi mažai ką bendro su grafenu.
Tai kapitalo rinka, kuri saldumo paragauja anksčiau nei pramonės parkai, mokslinių tyrimų institutai, universitetai, įmonės. Atitinkami duomenys rodo, kad iš viso 60 Šanchajaus ir Šendženo biržose kotiruojamų įmonių turi grafeno verslą. 2015 m. rugpjūčio viduryje „Del Home Furnishings“, esanti Jiangsu, paskelbė apie savo investicijas į grafeno superličio baterijas ir kitus projektus. Sudarius&planą; metines pajamas padidinus 2,8 milijardo juanių ir metinį grynąjį pelną 450 milijonų juanių &, ši bendrovė pasivijo" Įmonės akcijų kaina su sąvoka"grafeno baterija" Panašu, kad jis buvo raketoje ir per daugiau nei du mėnesius padidėjo 158,4%.
Pramonės komercializavimo kelias ilgas
& quot;Taikant grafeną vidaus rinkoje, iš tikrųjų nėra daug įmonių, kurios iš tikrųjų gamina grafeną. Daugelis iš jų yra įmonės, kurios anksčiau gamino anglies medžiagas, tokias kaip grafitas, arba net visiškai nesusijusios įmonės, kurios naudoja grafeno reklamjuostę, spekuliuoja atsargomis arba kovoja už jį. Nacionaliniai fondai, beveik nėra įmonių, kurios tikrai gamina grafeną ir gali tikrai užsidirbti." sakė Zhu Hongwei, Tsinghua universiteto Medžiagų mokslo ir inžinerijos mokyklos Mikro-nano mechanikos centro profesorius.
Liu Guanwei' nuomone, ne tik daug vietinių grafeno sukčių, bet ir daug ažiotažų apie užsienio projektus. Straipsnyje, kuriame klausinėjamos apie grafeno baterijas, Liu Guanwei teigė, kad"Ispanijos Graphenano kompanija, turinti grafeno baterijas" negalėjo rasti jokios pagrįstos informacijos, ar tai buvo trys Vokietijos automobilių bendrovės, kurios teigė bendradarbiaujančios, ar Patentų biuro svetainėje.
Taigi, kodėl labai lauktas&naujų medžiagų karalius" tokiame nepatogiame ginče?
Pasak reporterio', yra trys priežastys: Viena vertus, nesvarbu, ar tai būtų vietinė, ar užsienio, nėra techniškai nustatyto pramoninio sintezės metodo, leidžiančio gauti didelio ploto monokristalinį grafeną. Kita vertus, tolesnė grafeno pramonės grandinė rinkoje dar nesusiformavo. Didžiausią grafeno paklausą turi tik pagrindiniai mokslinių tyrimų institutai ir laboratorijos, o pramoniniam naudojimui nebuvo pradėtas naudoti didelis grafeno kiekis.
Dar 2010 m. Pietų Korėjos Sungkyunkwan universiteto ir „Samsung Corporation“ mokslininkai sukūrė skaidrų ir lankstų ekraną, sudarytą iš daugiasluoksnio grafeno ir poliesterio lakštinio pagrindo. Tuo metu Hong Bingxi, Sungkyunkwan universiteto profesorius ir atitinkamas šio straipsnio autorius, pasiūlė, kad jų metodas galėtų būti naudojamas gaminant grafeno pagrindu pagamintas saulės baterijas, jutiklinius jutiklius ir plokščiuosius ekranus. Tačiau tuo metu jis taip pat pripažino, kad didelio masto gamybai ir komercializacijai dar per anksti – po penkerių metų Hong Bingxi' metodas vis dar liko Samsung ir Sungkyunkwan universiteto Pietų Korėjoje laboratorijose.
Paskutinis aspektas yra grafeno paruošimo kaina. Dėl nesugebėjimo gaminti masiškai, grafeno paruošimo kaina išliko didelė, o didelė kaina taip pat trukdė industrializacijos tempui vartotojų rinkoje. Anksčiau grafeno kaina siekdavo net 5000 juanių/gramą, o tai kelis kartus brangiau nei auksas."Butas to, kas nieko nestebina, yra brangesnis už auksą. Keli gramai grafeno miltelių verti šimtus tūkstančių juanių. Kai skrendame lėktuvu, mus veža keli žmonės, baimindamiesi, kad mus konfiskuotų saugumo patikra." Tirti startuoliai tai apibūdino taip.
Kanadoje Grafoid ir Singapūro nacionalinis universitetas įkūrė didžiausią pasaulyje grafeno tyrimų centrą (NUS), o 2014 m. Ontarijuje pradėjo naują gamybos bazę. Šioje 20 000 kvadratinių metrų bazėje daugiausia gaminami grafeno milteliai. Tuo metu įmonei atsakingas asmuo teigė, kad jie gali masiškai gaminti aukštos kokybės grafeną už mažą kainą. Tačiau praėjus daugiau nei metams, iš šios bazės nebuvo gauta jokių naujų žinių.
Todėl daugiausia techninės problemos iš tikrųjų trukdo plataus masto grafeno taikymui. Tarp jų didžiausias sunkumas yra nuoseklių ir atkuriamų sintetinių metodų kūrimas pigiam, didelio masto ir aukštos kokybės grafenui.
Įdomus dalykas, su kuriuo žmonės yra susipažinę, yra tai, kad Andre Gaimas naudojo juostą grafenui gauti. Tačiau žmonės nežino', kad šiuo metodu gautas grafenas yra mažo dydžio, paprastai nuo 10 mikronų iki 100 mikronų, jo trūkumai yra maža išeiga ir didelė kaina, be to, jis negali atitikti industrializacija ir didelio masto gamyba.
Vėliau grafito oksido redukcijos metodas yra vienas iš dažniausiai naudojamų grafeno paruošimo būdų. Tačiau šiuo metodu daugiausia gaunami grafeno milteliai, kurie turi daug defektų ir prastų elektrinių bei mechaninių savybių. Koncentruota sieros rūgštis reikalinga grafitui oksiduoti, o tai yra sudėtinga pramoninių atliekų skysčių apdorojimo problema.
Nuo tada žmonės manė, kad grafenui ruošti nebūtina naudoti grafitą, o tik pabandyti, kad anglies atomai sudarytų ploną plėvelę. Atsirado cheminis nusodinimas garais (CVD). Šiuo metodu į reakcijos kamerą įvedamos tokios dujos kaip etilenas arba acetilenas, kad šios dujos suskaidytų aukštoje temperatūroje. Po aušinimo anglies atomai nusėda ant substrato paviršiaus, kad susidarytų grafenas. . Nors CVD gali atitikti didelio masto ir aukštos kokybės grafeno gamybos dideliu mastu reikalavimus, problema ta, kad dėl didelių sąnaudų ir sudėtingo proceso šio metodo taikymas grafeno gamyboje yra ribotas.
Dėl didžiulio paruošimo būdų skirtumo tūkstančius kartų skiriasi ir grafeno miltelių bei CVD plėvelės kaina. Pavyzdžiui, 1 gramas grafeno miltelių kainuoja tik mažiau nei 10 juanių, o 1 kvadratinis metras grafeno plėvelės kainuoja nuo dešimčių iki šimtų juanių, o jos svoris iš tikrųjų yra mažesnis nei 1 mg.
Yra dar vienas pagrindinis metodas – tirpiklio pašalinimo metodas. Kadangi visas skystosios fazės šveitimo procesas nesukelia jokių defektų grafeno paviršiuje, tai suteikia plačias pritaikymo perspektyvas mikroelektronikos, daugiafunkcinių kompozitinių medžiagų ir kt. srityse. Trūkumas taip pat yra labai mažas išeiga.
Todėl taikymo požiūriu grafenas šiuo metu yra pasakojimo stadijoje namuose ir užsienyje."Be to, dabartiniai pramoniniai standartai, taikomi plataus vartojimo elektronikos grafeno dydžiui, vienodumui ir patikimumui, dar nenustatyti, todėl realus grafeno panaudojimas buitinėje elektronikoje dar nebuvo parodytas." Zhu Hongwei mano, kad grafitas Šiuo metu ene laboratorijoje gali pagaminti nedidelio masto prietaisus, tačiau masinės gamybos ir integravimo kokybės garantuoti negalima."Bent jau vilties nėra."
Tiesą sakant, net pats Gaimas turi abejonių dėl dabartinės grafeno komercializavimo. Gaimas mano, kad grafenas yra gruntas, paskatinęs kurti daugiau dvimačių medžiagų. Tačiau grafenui, žvelgiant iš fizikos perspektyvos, jis pasiekė kliūtį, ir jei ateityje nebus didesnio proveržio, sunku atlikti tolesnius patobulinimus.
Grafeno vystymosi prisiminimai
2004 m.: Andrejus Geimas ir Konstantinas Novoselovas gavo grafeną paprastu mechaniniu juostos pašalinimo metodu. Jiedu 2010 metais laimėjo Nobelio fizikos premiją.
2009 m. gruodžio mėn.: Japonijos' Fujitsu tyrimų institutas paskelbė apie sėkmingą grafeno naudojimą tranzistoriams gaminti.
2010 m. vasaris: IBM sukūrė Graphene FET (lauko efekto tranzistorių).
2010 m. birželis: Samsung ir profesorius Sumio Iijima iš Sungkyunkwan universiteto Pietų Korėjoje panaudojo grafeną lanksčiams skaidriems elektrodams gaminti.
2012 m. sausio mėn.: Jiangnan Grafeno tyrimų institutas, 2D Carbon ir kitos bendrovės paskelbė, kad kartu sukūrė pirmąjį pasaulyje' mobiliesiems telefonams skirtą grafeno talpinį jutiklinį ekraną.
2012 m. rugpjūčio mėn.: „Nokia“ paskelbė, kad jos R&D skyrius dirba su grafeno fotoelektriniais jutikliais.
2012 m. rugsėjis: „Sony“ paskelbė, kad sukūrė grafeno gamybos procesą nuo ritinio iki ritinio.
2013 m. sausis: Kinijos mokslų akademijos Čongčingo tyrimas
