石墨烯行业发展分析,性能优良且应用前景广阔

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近年来,石墨烯概念受到追捧。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,是新材料产业的先导,带动传统制造业转型升级。据悉,中国是世界第二大石墨资源国,主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。

未来中国石墨烯行业3000亿市场规模

石墨烯作为新材料产业的先导,在带动传统制造业转型升级,培育新兴产业增长点,推动大众创业、万众创新的作用越来越显著。截止至2017年,中国石墨烯产业规模达到70亿元,较2015年增长了10倍还多,2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元,未来五年年均复合增长率约为70.48%,发展势头十分迅猛。预测2019年中国石墨烯市场规模将达560亿元。2020年中国石墨烯行业市场规模将突破千亿元。未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为56.39%,预测在2023年中国石墨烯市场规模将突破3000亿元,达到3350亿元左右。

石墨烯行业发展分析,性能优良且应用前景广阔

具体来看,目前在石墨烯产业中,涉及应用方面的企业最多,占比近四成。其次为研发领域,占比19%。技术服务、制备领域的企业数量各占14%。

虽然目前石墨烯企业数量增长快速,涉及的产业链多个方面,但整体的经营规模较小,中小型、初创型企业占比较大,中型、大型企业相对较少,相较于庞大的前景市场仍有很大的发展空间。

石墨烯行业发展分析,性能优良且应用前景广阔

目前,全球石墨烯正处于大规模产业化前夕,发达国家聚焦石墨烯功能器件研发和应用,未来5至10年全球石墨烯市场将进入高速发展期。美、欧、日、韩等地区密集发布政策,扶持石墨烯功能器件研发和产业化应用,欧美企业占据全球石墨烯产业链关键环节,石墨烯制备技术,复合材料、核心电子元件等应用产品保持领先优势,而亚洲石墨烯应用市场前景向好。

从市场规模来看,2014年以来,全球石墨烯市场规模快速增长,2018年,石墨烯行业的市场规模约为0.34亿美元。未来随着石墨烯在散热材料、高性能计算系统(晶体管材料)、透明显示材料、超级电容器、锂电、传感器、结构材料等领域取得实际突破以及市场应用的推广,届时将释放更大的市场空间。预计在2019年,市场规模将突破1亿美元,到2025年市场规模将超过20亿美元。

石墨烯行业发展分析,性能优良且应用前景广阔

而从石墨烯的产品结构来看,石墨烯主要包括氧化石墨烯(GO)、石墨烯纳米片(GNP)和其他产品,而其他类型的石墨烯包括碳化硅石墨烯、还原氧化石墨烯(rGO)等,每一种类型都有不同的特点和用途。其中,氧化石墨烯可以转换为导体,从而可以制作导电膜、传感传感器、柔性电子设备和触屏等;此外,氧化石墨烯的很多物理特性(例如拉伸强度、高弹性、良好的导电性等)使得其在医药、生物传感器、疾病检测、高分子材料、电池中的电子材料和纳米滤膜等领域也能得到广泛应用。事实上,和其他石墨烯类型相比,成本低廉、制作简单、应用广泛等优势使氧化石墨烯在全球石墨烯市场中成长最快,占据着60%以上的市场份额。

中国石墨烯产业规模达到70亿元,较2015年增长了10倍还多,2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元,未来五年年均复合增长率约为70.48%,发展势头十分迅猛。预测2019年中国石墨烯市场规模将达560亿元。2020年中国石墨烯行业市场规模将突破千亿元。未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为56.39%,预测在2023年中国石墨烯市场规模将突破3000亿元,达到3350亿元左右。

石墨烯行业发展分析,性能优良且应用前景广阔

具体来看,目前在石墨烯产业中,涉及应用方面的企业最多,占比近四成。其次为研发领域,占比19%。技术服务、制备领域的企业数量各占14%。

虽然目前石墨烯企业数量增长快速,涉及的产业链多个方面,但整体的经营规模较小,中小型、初创型企业占比较大,中型、大型企业相对较少,相较于庞大的前景市场仍有很大的发展空间。

石墨烯行业发展分析,性能优良且应用前景广阔

中国石墨烯行业发展趋势分析

国家及地方利好政策加速产业化进程

我国石墨烯的发展得到了国家和各级地方政府的大力扶持,自2012年起我国已经累计出台10多项石墨烯产业相关政策,并且支持力度仍在不断加大。

2016年8月,国务院出台的《十三五国家科技创新规划》明确重点发展以石墨烯等为代表的先进碳材料。2017年1月,工信部、发改委、科技部、财政部联合发布了《新材料产业发展指南》,对石墨烯、超导材料等提出了任务要求,提出大力发展石墨烯产业。2017年4月,科技部发布《十三五材料领域科技创新》,明确指出了石墨烯碳材料技术发展领域:单层薄层石墨烯粉体、高品质大面积石墨烯薄膜工业制备技术,柔性电子器件大面积制备技术,石墨烯粉体高效分散、复核与应用技术,高催化活性炭及材料应用技术。

深圳、广西、福建、四川、宁波、重庆、黑龙江、常州、无锡、宁波等地方政府均相继出台了针对石墨烯产业的专项政策、发展规划,并明确了未来的产业发展目标,广西省还颁布了全国首个石墨烯系列地方标准以引导产业发展。随着地方政府的积极介入,石墨烯产业已经初步形成政府、科研机构、研发和应用企业协同创新的“官产学研”合作对接机制,良性发展态势有助于石墨烯企业充分享受地方政策、税收优惠以及资金支持,未来产业化发展有望加速。

性能优良且应用前景广阔

石墨烯具有许多先进材料所不及的优良性能。目前世界上纳米材料的坚硬程度均不及石墨烯,其强度为钢材的200倍;石墨烯具有多孔结构,比表面积为2630m2/g,可与活性炭相媲美;石墨烯具有优异的导热性能,其导热率与碳纳米管不相上下;石墨烯还具有优良的导电性,常温下的载流子迁移率能够达到硅的100倍,是目前世界上电阻最小的材料;石墨烯对光线的吸收率仅为2.3%,可以用来制造显示器的屏幕等设备。

石墨烯的应用领域十分广泛。传感器领域,石墨烯在传感器领域已经得到广泛的应用。石墨烯高反馈速度、极短的响应时间等特点极大的提升了传感器的各项性能,并能制作出功能不同的传感器。

储能和新型显示领域,石墨烯之所以能够作为透明导电的电极材料,是因为其拥有极好的透光性和导电性,其在柔性触摸屏、光板、太阳能电池板等方面得到了较多的应用。

半导体材料领域,因为石墨烯有极好导电性,所以石墨烯有望代替硅。其极低的电阻率可以有效降低电路板中的电感现象,增强电子计算机的性能,减少耗电。

生物医学领域,石墨烯以及其衍生物在生物医学领域起到了重要的作用。石墨烯具有易于固定蛋白质并保持其活性的特性,可以用来制作生物传感器。石墨烯的批量化制备难题如果能够得到有效解决,其在很多领域都将有更加广阔的应用及发展空间。

 

标签: 石墨烯氧化石墨烯碳化硅石墨烯

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