“自年產100噸石墨烯生產線建成以來,石墨烯實現了低成本大批量生產,售價也從幾年前的幾百元1克降低到了目前的幾十元1克。”唐山建華實業集團董事長孟英說,目前我們已經擁有20多項技術成果,培育出30余個石墨烯下游產業項目。
9月2日,記者在唐山建華實業集團石墨烯展廳看到,石墨烯呈黑色棉絮狀,蓬松地分布在一個罐頭瓶大小的盒子里。石墨烯非常輕,這一盒只有1克重。利用石墨烯作為原材料生產出的相關產品更是琳瑯滿目,有石墨烯潤滑油、稀客面巾紙、石墨烯電極材料、石墨烯軍工及航天用特殊材料等。
據了解,石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體,其厚度僅為頭發絲直徑的20萬分之一。石墨烯既是最薄的材料,也是最強韌的材料,強度比最好的鋼材還要高200倍。它還是世界上導電性最好的材料,電子在其中的運動速度達到了光速的1/300。
唐山建華實業集團原是河北排名第一的建筑檢測公司。為了實現傳統產業向創新型產業的轉變,該集團歷時三年,從研發、中試到量產,終于突破了高品質、低成本的石墨烯量產技術,集團先后成立了河北省石墨烯產業技術研究院、石墨烯產業院士工作站、博士后科研工作站,建設了石墨烯研發中心、產業孵化器、科研成果轉化基地,規劃了石墨烯及下游產品生產基地,使石墨烯材料從實驗室制備步入了工業化生產時代。
該集團技術負責人吳洪鵬介紹,為了實現石墨烯大規模生產,公司研發團隊在石墨烯氧化還原法的基礎上獨辟蹊徑,自主設計出了一套生產工藝和裝備。2014年公司投資9168萬元,通過自主研發,搭建了年產100噸石墨烯生產線,生產的石墨烯層數小于5層,成功實現了石墨烯高品質低成本工業化量產,達到國際先進水平,目前取得2項發明專利。在百噸石墨烯生產線基礎上,公司通過技術開發、技術引進與合作、與關聯企業互動等方式,目前已擁有石墨烯量產技術、石墨烯材料復合技術、石墨烯涂布技術等20多項技術成果;通過企業孵化培育、集群內部協作等方式,拉長石墨烯下游產業鏈,包括石墨烯超級電容和電池、石墨烯高分子復合材料、石墨烯海洋裝備防腐材料、石墨烯軍工及航天用特殊材料等30余個項目。
“由于石墨烯的應用范圍極廣,下游產業鏈條太多,我們現在都是按訂單生產。”唐山建華實業集團總經理助理李宜朝向記者介紹,該集團設立了省級科技企業專業孵化器,不僅為唐山石墨烯產業集群的企業提供基礎性孵化服務,還提供石墨烯下游產業項目輸出、下游產品推廣等延伸服務。目前,該集團已先后向中國航天科工集團三院306所、上海空間電源研究所、北京有色金屬研究總院等研究機構與企業提供多個批次石墨烯產品進行研發試用。
“預計2017年底,唐山石墨烯產業集群將實現25億元以上的年產值、利稅達4億元以上,石墨烯產業將成為引領唐山高新區乃至唐山市經濟增長新的爆發點。”孟英信心滿滿地說,目前集團儲備的項目包括烯鋁合金、烯鎂合金、烯金合金等30余個產業化項目,下一步計劃開發石墨烯儲能材料、石墨烯生物醫學材料、石墨烯光學技術材料等新技術20余項。該公司還將建設石墨烯石油及海洋化工示范應用基地、石墨烯冶金礦山裝備示范應用基地、石墨烯生物醫藥示范應用基地、石墨烯煤化工產品示范應用基地、石墨烯國防航天技術示范應用基地等五大基地。通過基地建設,推動石墨烯產品在相關行業中的應用示范,有效支撐石墨烯產業發展。
為加快推進京津冀石墨烯產業協同發展,2015年12月20日,該公司聯合中關村華清石墨烯產業技術創新戰略聯盟、清華大學、北京大學、中科院納米中心等,在北京成立了京津冀石墨烯產業發展聯盟。聯盟將統籌協調京津冀三地資源,打造石墨烯產業的“一個基地、兩個平臺”:北京技術創新平臺、天津技術創新與工程平臺和唐山產業基地。
孟英說,唐山石墨烯產業基地以石墨烯為源頭產品,以百噸石墨烯制備生產線為基礎,將匯集各類資源要素,以市場需求為導向,開展頂層設計,制定發展規劃,深度開發石墨烯下游產業項目,通過“技術+資本”形式,快速實現成果轉化。目前,已經成功實現涉及高端汽車專用石墨烯潤滑油、增韌型功能陶瓷、石墨烯工業橡膠補強劑等技術成果的轉化,上述項目已經進入中試或產業化階段。