【E课堂】一篇文章全面读懂石墨烯

　　4.应用于超级电容器，完美加速

　　超级电容器是一种新型储能装置，与充电电池相比，可进行不限流充电，因而充放电速率非常快，可以在几秒内完成充放电过程，同时具有功率高，使用寿命长等特点。将超级电容器与锂离子电池组合使用可有效解决电动车加速慢的问题。

　　由于石墨烯比表面积很大，所以以石墨烯为电极的超级电容器具有超高的容量，可以达到上百F/g，远高于其他材料作为电极的超级电容器，更适合作为动力电池的助力动力源。

石墨烯在超级电容器中的应用

　　5.替代ITO制备超高效太阳能电池及可折叠的显示器

　　今年7月2号，汉能高调公布了四款运用太阳能作为动力源的概念汽车，如果有朝一日这一想法能够在汽车领域得到推广实现，可以想象汽车行业对太阳能电池的需求会大幅提升。目前太阳能电池、显示器及触摸屏使用的透明导电材料主要是氧化铟锡(ITO)。但由于ITO对红外线的透射率实际上也还是比较低，导致现在的太阳能电池对太阳能的利用效率依然比较低;另外，ITO材料的韧性较差，在折叠或是拉伸时会影响显示的效果。

　　石墨烯由于其特殊的结构而具有非常高的电导率，同时几乎透明，对所有波段的光透过率都超高，是一种性能超优异的透明导电材料，因此其被广泛看好代替ITO。

　　在太阳能电池领域，日本富士电机在开发上处于领先地位。其得到的石墨烯片的导电率高达ITO的几倍，并且能够保证90%的光透射率，已经达到能够充分满足性能指标的水平。在显示器及触摸屏领域，相比于现在主流的ITO材料，石墨烯拥有更高的强度和更好的韧性，作为透明导电材料，能够制作成为可以弯曲的显示器件。

　　6.石墨烯气凝胶，用于尾气空气净化、催化载体

　　汽车室内及尾气的净化一直是汽车环保领域考虑的重要问题。2013年浙大高分子系高超教授课题组制备出了世界上最轻的材料—石墨烯超轻气凝胶，材料密度仅为0.16mg/cm3。这种材料制备工艺简单却拥有非常优异的性能，其具有高弹性，被压缩80%之后仍可恢复原状;同时还具有超快、超高的吸附力，是迄今吸油能力最强的材料。其可以广泛应用于空气净化、催化载体等领域，对汽车室内空气净化以及尾气催化还原具有重要意义。

　　技术突破

　　世界主要国家不断加大研发支持力度，争抢产业化制高点。

　　2010年，石墨烯发现者获得诺贝尔物理奖后，全球科技界和工业界竞相关注，截止目前大约有80多个国家和地区开展石墨烯及其应用研究。近两年来，石墨烯产业化方向逐渐清晰，石墨烯研发支持力度不断加大。美国、欧盟及其成员国、日本和韩国等先后从国家战略高度开展相关部署，出台多项支持政策和研究扶持计划。

　　随着“中国制造2025”国家战略的出台，石墨烯扶持力度加码，国家、地方政府、产业联盟通过多种手段支持石墨烯产业发展。

　　总体上，前期世界各国的支持政策主要集中在石墨烯基础研究;目前，大多集中在石墨烯产业链中游，以石墨烯功能器件研发为主。预计未来5到10年，各国对石墨烯行业的支持仍将集中在石墨烯中游产业链，以进一步加快石墨烯产业化。

　　众多科研机构、企业纷纷进入，但国内外差异显著。

　　据不完全统计，全球有近300家公司涉足石墨烯研究，包括IBM、英特尔、美国晟碟、陶氏化学、通用、杜邦等。国外高校和企业掌握了大量核心专利，在石墨烯产业化进程中扮演着重要角色。韩国三星、美国IBM、韩国成均馆大学、韩国科学技术研究所、日本东芝公司、美国赖斯大学等具有较高的影响力。