单层石墨烯工业化量产科研成果及工业化量产基地落地

时间:2021-12-19 14:46:24
【恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司执行董事长陈木成】

【陈木成】(10:48)即将揭牌的恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司是世界著名科学家张博增博士代表美国安固强材料公司和美国恒力国际控股有限公司共同在中国设立的,以工业化量产单层石墨烯和推广石墨烯应用技术为主的材料公司。张博增博士是全球前10位新技术发明家,纳米石墨烯科学技术的创始人,世界最早发现石墨烯并制备独立单层石墨烯的膜,并使之应用到复合材料里面的科学家, 是全球拥有石墨烯应用专利技术最多的科学家,有200多项与石墨烯相关的美国国际的专利,同时他也是世界最早将石墨烯技术推向产业化的科学家。

【陈木成】(10:50)张博增博士掌握包括石墨烯应用和生产的核心技术,他的贡献推动了全球石墨烯材料的发展和应用。他于2002年和2004年3月份分别获得一项石墨烯美国专利,发表两篇论文。因此可以说张博增博士是名副其实的石墨烯之父。张博增博士和相关博士家在纳米材料领域和能源储存领域、转化领域,还有石墨烯应用新能源等领域,于2006年成立美国AMI公司,目前这家公司和公司技术团队拥有500多项美国和世界专利,其中有300多项与石墨烯的发明专利有关,是一家致力于实现量产单层石墨烯和发展高效、高性能石墨烯纳米材料的公司,是全球目前最大的石墨烯生产企业和商业化应用平台。

【陈木成】(10:52)恒力国际控股有限公司由爱国华侨林然(音)博士创立,专注于欧美高新技术的投资和北美矿业资源的全球并购,为科技改变人类、改变生活,提升中国科技水平尽力,此外公司还极力推动东西方文化的交流合作,取得世界文化品牌好莱坞的授权,在亚洲开展主题公园,是一家享誉全世界的公司。AMI公司和恒力国际控股有限公司将人才、设备、资金投入到当中,成立第一家单层石墨烯工业化量产的公司,就是恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司,并将以此为平台,将多项成熟的技术在中国进行产业化应用生产和建立国内首家单层石墨烯工业化量产基地。恒力盛泰在美国AMI现有的生产线、实验室、生产基地年产100吨单层石墨烯的基础上,我们已经筹备年产1000吨单层石墨烯及溶液的生产线,此次顺利落地,在未来的三年内,我们将持续促进石墨烯全球产业化,以全面消除石墨烯高价位低产能的瓶颈。同时我们石墨烯产业集群还包括大量石墨烯应用项目的终端产品,均已在美国取得小批量的生产和销售。

【陈木成】(10:54)这次博士带来了很多的产品已经在外面,并获得广泛的订单的意向,已具备大批量规模生产的条件,如获评2010年世界五大纳米新材料科技之一的石墨烯超级电容,又如目前全球唯一可达到2000mAh/g容量的石墨稀硅负极,以及石墨稀导热膜、复合材料母料、石墨稀轮胎、不燃电解液、电容包及锂硫电池等各类应用,以推动石墨烯上、中、下游产业快速发展。我们诚挚欢迎全球各类企业的共同合作,为石墨烯+产业化一起努力,为推动中国制造业转型升级,推动中国占领世界创新制高点,提升中国科技自主创新能力贡献力量。

【陈木成】(10:56)石墨烯如同是一个多面骄娃,具有一般材料不具备的优越性,占领了太多的世界之最,它的理论厚度是0.34纳米,仅为头发丝的二十万分之一,是目前世界上最的材料,一毫米的石墨烯片能够剥离出多达150万片的石墨烯,又是目前世界上最新的材料,一克的石墨烯可以覆盖一个足球场那么大。它的硬度为普通钢的200倍,钻石的数倍,这样的神奇材料我们的科学家张博增博士于2002年研究取得了成功发明,制备出了单层石墨烯。今天我们能够在这位伟大科学家光芒照耀下,从事石墨烯这一神圣工作,我们倍感荣幸,我们一定会抓住历史赋予我们的千载难逢的机会,大胆创新,迅速发展,一步一个脚印,逐步将张博士和林然博士的成果落地。有我们同行的齐心协力和各位鼎立协助,我们的伟大目标一定可以实现,我们国家新材料产业一定能够屹立在世界。

【主持人】(11:30)再次感谢陈光义先生,感谢您的致辞!现场的各位来宾,各位朋友,今天是行业的盛会,众多的精英非常荣幸能够莅临现场,再次感谢主办单位、支持单位、协办单位和承办单位。谢谢各位!接下来将请出一位重量级的人士,我们知道石墨烯产业是一个全新的产业,那么张博士的团队从本世纪开始研究,在2002年的时候首次发现,那么经过十多年的钻研和辛苦努力拥有200多项美国及国际专利,并且开始工业化生产,那么石墨烯究竟有怎样的魅力,同时这期间经历了怎么样的艰辛,未来将画就怎样的蓝图。下面有请著名科学家、恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司首席科学家、美国AMI材料公司CEO、首席科学家张博增博士,有请!

【著名科学家、恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司首席科学家、美国AMI材料公司CEO、首席科学家张博增博士张博增】(11:31)尊敬的马彦民会长、各位领导、来自全国各地的朋友们,大家好!
今天,由中国民营科技促进会、厦门市科学技术局联合主办“单层石墨烯工业化量产基地落户厦门”的新闻发布会,我谨代表美国安固强材料公司及恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司表示衷心地感谢。这表明各级*对石墨稀产业给予了高度地重视与热情。

【张博增】 (11:32)借此机会,我向各位嘉宾简单介绍一下我们在石墨烯产品研究、开发及落户厦门的一些想法。我们对石墨烯的研究,始于本世纪。我们的团队在2002年首先发现了石墨烯,同时我们在美国申请了第一个石墨烯专利。目前,我们拥有了200多项石墨烯美国及国际专利。经过十多年的艰苦努力,我们终于在2013年开始工业化生产单层石墨烯。现在,我们在*生产的单层石墨烯年产100吨。我们计划在2016年,厦门基地单层石墨稀产量达到300吨,大约在三年内达到5000吨固体石墨稀粉末的产能。

【张博增】 (11:33)我本人及美国安固强材料公司与中国企业合作,将量产基地落在厦门,其初衷有三:其一为了能够快速地扩大生产规模,满足市场对石墨稀产品特别是单层石墨烯产品的需求;二是为了运用我们的专利技术,使石墨稀产业的下游企业、下游产品得到迅速发展,形成石墨稀产业及应用产品的高附加值链条;三是中国是石墨生产大国,这种得天独厚的优势为我们发展石墨烯产品奠定了坚实的物质基础。因为石墨烯产业成长必须要有大量及价格合理的石墨烯供应,研究人员要有足量的材料研究开发下游产品的应用,企业要有足量的石墨烯从事产品的中试及应用产品的工业化量产。

【张博增】 (11:34)朋友们,我们的企业奉行开放合作的方针。今天的嘉宾中有为数不少的来自全国各地的对石墨稀行业感兴趣的同仁,也要不少石墨烯专业的专家,我们愿意与大家真诚合作,共享石墨烯的专利技术,共享石墨烯下游产品的应用技术,共同构筑中国石墨稀产业的世界制高点,也为石墨稀产业在全球的兴起作出一份贡献。石墨稀是一个全新的产业,正在萌芽阶段。它的成长需要整个社会共同的呵护与关爱。我们真诚地企盼石墨烯有个宽松的成长空间,让他能够在中国落地生根,在全世界的各个角落开花结果。谢谢大家!

【主持人】(11:36)全场用掌声一起感谢张博增博士,谢谢!下面请博士留在舞台上,接下来各位来宾,各位朋友,共同聚焦特别经典的时刻。此时此刻,请出各位揭牌嘉宾和我们的各位来宾朋友,有请出(嘉宾名单略)。掌声有请各位嘉宾来到舞台上!有请各位揭牌嘉宾到舞台上,以上各位嘉宾作为我们揭牌见证嘉宾,有请!来宾们、朋友们,此刻有请出揭牌启动嘉宾。让我们共同聚焦此刻,一起五秒倒计时。恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司今天正式揭牌,感谢各位!请各位就坐!

【主持人】(11:37)接下来马上见证的我们强强联手,一起携手我们的战略合作伙伴共同出现在这个舞台上。来宾们,朋友们,昨天刚刚度过中国传统24节气的谷雨,谷雨是我们种苗移苗的特殊时节。今天2016年这个春天谷雨时节过后,我们见证各位携手恒力盛泰一起迎接灿烂未来的合作伙伴他们的集体亮相。首先进行的是战略合作的签约,我们将掌声有请恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司和北京华信电子企业集团共同签约,掌声有请陈木成董事长,有请顾瑜斌董事长!接下来进入银企合作,掌声有请恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司与 平安银行厦门分行的共同签约,此刻有请出陈木成董事长、方文伟行长以及吴强总经理(音),各位掌声欢迎!

【现场】(11:38) 恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司揭牌仪式

【主持人】(11:40)接下来是我们战略合作签约,我们将一起见证的是恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司和三维网络科技有限公司的共同签约,掌声有请陈木成董事长、陈旭总经理,有请各位!

【现场】(11:42) 签约仪式

【现场】(11:43) 我们签约仪式到此告一段落,感谢各位领导,各位专家,对这一产业的大力支持。谢谢各位!朋友们,再见,稍候移动到场外进行参观,谢谢各位,下午继续我们的应用论坛,下午继续感受石墨烯的魅力,谢谢各位,再见!

【本次图文直播到此结束,敬请关注下午:石墨烯应用与发展论坛】

【石墨烯应用与发展论坛】

【主持人】(14:15)各位领导,各位来宾,大家下午好!我是恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司陈木成董事长助理,今天论坛由我来主持。如果有什么主持不好的地方,希望大家多多理解。美丽的厦门明媚灿烂,今天来自全国各地的朋友聚集在厦门,聚焦石墨烯产品,让深邃明亮的光环让我们眼前一亮。我们的恒力盛泰(厦门)石墨烯科技有限公司终于为大家揭开了单层石墨烯神秘的棉纱,面对石墨烯我们的嘉宾、专家、学者们都意犹未尽,今天下午举办一场石墨烯应用与发展论坛。

【主持人】(14:17)首先让我们用最热烈的掌声请出著名科学家、美国安固强材料公司CEO、首席科学家、恒力盛泰石墨烯科技有限公司首席科学家张博增博士做主旨演讲,他演讲的主题是“石墨烯—神奇的新材料”,请大家热烈鼓掌欢迎!

【著名科学家、美国安固强材料公司CEO、首席科学家、恒力盛泰石墨烯科技有限公司首席科学家张博增博士】(14:19)大家好,我叫张博增,我今天要跟大家报告的是石墨烯的全球产业化挑战与机遇,对于全球石墨烯产业我们会遇到哪些挑战,我们有哪些机会可以克服这些挑战,让我们的产业可以兴起。我的合作伙伴是Aruna Zhamu博士,我可以简单跟大家报告一下我这个工作伙伴是全球唯一拥有超过180个美国专利的女科学家,在世界上再找不到第二个。

【张博增】(14:21)今天要跟大家简单介绍一下石墨烯拥有哪些得天独厚的性能,然后我们安固强材料公司自己的开发跟量产石墨烯的一些例子、全球石墨烯产业化的一些挑战、石墨烯下游可能有哪些应用及我们自己技术的一些先进性跟持续性。另外我也会谈一下一些有关超级电容器跟电池方面的应用。我想借这个机会跟大家报告一下石墨烯基本情况,从它的外形、尺寸跟形貌的角度来说,有两大类,一个是所谓的石墨烯透明导电膜,它的主要用途是用于所谓的触控面板或者将来光伏产业里面的那个电机等等,现在价格还比较昂贵,目前的应用比较限于这两种。第二个石墨烯叫石墨烯干粉,在外面看到我们公司的产品里面,石墨烯的干粉是占绝大部分的,这种石墨烯的干粉据说它的长度或是宽度可以从10个纳米一直到十几个微米,这是它的横宽,厚度就要看你是多少层,如果是单层石墨烯厚度大约是0.34纳米,如果是少数二层到十层可以看它的厚度到两三个纳米左右。

【张博增】(14:23)等一下跟大家做一个报告,如果超过了10层,我们不称它叫作石墨烯。去年欧洲化学联盟做出了一个定义,超过10层之外就称为是石墨微片,这个等一下会跟大家做一个报告。石墨烯干粉用途比较广泛一点,加到塑料里面变成所谓的塑料母粒,我们在外面有展示。所谓的塑料母粒可以挤压成LED灯的灯罩等等。超级电容器做为电子材料也可以放到锂离子电池负极作为它的导电添加剂,或者它作为一种所谓的硅负极的支撑材料等等,它的用途比较广泛一点。

【张博增】(14:25)从这个所谓石墨烯的总分类来说,我这张图是去年化学联盟所发表的一篇论文,左边这个如果说这一片都是碳材料,那么这个我们称它叫作高层的石墨烯。所含有除了碳以外的含量,其他含量低于0.4%,这就称为高层石墨烯。一般用化学方法做出来可以是单层,也可以做到五六层左右,因为你层数多,透明度越低。那么从两层到十层左右,这个叫作少数层的石墨烯,一般据说用液像,所谓液像剥离法或者用超临界流体的方法这种做出来一般是少数层的石墨烯,里面也有一些单层的石墨烯,但是百分之百单层石墨烯可能性比较低一点。这是纯粹的是高层的石墨烯,是我们纵坐标。我们横坐标这边是碳对氧的比,我们换算一下,如果含氧的成分超过0.4%,我们就称它叫作氧化石墨烯,也是石墨烯的一种。那如果是单层我们就称它叫作单层氧化石墨烯,如果是介于两层到十层,就是所谓少数层氧化石墨烯,如果多于十层,就叫做氧化石墨。我想这应该很清楚了。

【张博增】(14:27)从这个所谓石墨烯的总分类来说,我这张图是去年化学联盟所发表的一篇论文,左边这个如果说这一片都是碳材料,那么这个我们称它叫作高层的石墨烯。所含有除了碳以外的含量,其他含量低于0.4%,这就称为高层石墨烯。一般用化学方法做出来可以是单层,也可以做到五六层左右,因为你层数多,透明度越低。那么从两层到十层左右,这个叫作少数层的石墨烯,一般据说用液像,所谓液像剥离法或者用超临界流体的方法这种做出来一般是少数层的石墨烯,里面也有一些单层的石墨烯,但是百分之百单层石墨烯可能性比较低一点。这是纯粹的是高层的石墨烯,是我们纵坐标。我们横坐标这边是碳对氧的比,我们换算一下,如果含氧的成分超过0.4%,我们就称它叫作氧化石墨烯,也是石墨烯的一种。那如果是单层我们就称它叫作单层氧化石墨烯,如果是介于两层到十层,就是所谓少数层氧化石墨烯,如果多于十层,就叫做氧化石墨。我想这应该很清楚了。

【张博增】(14:29)那么,石墨烯我们认为它是21世纪可让人类梦想成真新的材料,石墨烯的技术是本世纪新能源、新技术的起飞平台。我非常幸运我在2001年、2002年开始做石墨烯的研究,2002年申请了全球第一个石墨烯方面的专利。我们安固强材料公司实现单原子层石墨烯的先驱,我们将为石墨烯产业在全球的兴起做出一份贡献。我简单介绍一下我们的公司,我们期望为改变世界提供一些非常好的技术,是以石墨烯为基础的技术。我们安固强材料公司是2007年创建的,拥有蛮强大的有关石墨烯方面的智慧财产权。例如说我们实际上发明了单层石墨烯产业生产工艺,我们在2002年跟2004年分别申请了几篇有关用化学法,就是现在一般为大家所熟知的氧化,2002年跟2004年有两种类型的化学法是我们发明的。另外现在在中国有一些公司,还有国际上也一些公司用的液像剥离法,我们称它叫作直接超声法,这是2007年我们公司发明的。用超临界流体的方法去做高纯度的石墨烯,这个方法我们在2006年就发明了。高剪切工艺方法我们是在2012年发明,电化学剥离法我们是2006年发明。实际上全球使用百分之九十几生产石墨烯的方法都是我们发明的。另外我们石墨烯公司里面第一个通过全球所谓ISO9001认证,让石墨烯真正量产化,质量达到一定稳定之后,才有机会得到这个质量认证。我们当前在*的产量是一般三十来吨,我们截止到2017年之后,明年之后这样的产量远远不够,为什么想到中国来量产单层石墨烯,我们刚好有机会选择到厦门,我们非常高兴。

【张博增】(14:32)那我们在厦门的计划就是说希望在2016年大概建一个100吨的,用100吨作为基础,上升为300吨也好500吨也好,根据市场的需要,上升到1000吨、3000吨甚至5000吨,这是我们的计划。这是美国石墨烯生产基地,我们是飞机的发源地,莱特兄弟的家乡在这里。我们期望再一次被载入史册,因为我们石墨烯的发源地就在Dayton。石墨烯研发有世界一流研发团队,我们团队里面工作有北大、清华、复旦,也有厦门大学的高材生等等。这是我们公司在某一个地方的量产基地的一些设备。这是我们在美国的石墨烯产品开发和中试中心和一些化学反应。然后我们也在美国的Dayton有电池研发中心,我们在电池方面琢磨非常多,我们在2006年开始用石墨烯尝试做电池相关的技术的开发,所以我们在电池方面实际上是做的非常早。

【张博增】(14:34)可以看一下我们在2002年的10月21日申请全球第一个有关石墨烯的专利,两年之后,Novoselov在杂志上发表了第一篇有关于石墨烯的论文,由于他们在石墨烯上面的成就,他们夺得了诺贝尔奖。这里可以看到申请时间是2002年10月21日,白纸写黑字,是改变不了的事实。我们看一下石墨烯这个,我们在专利里面完全提到,所谓单层石墨烯的,还有少数层的石墨烯都已经做出来了。在这个专利申请里面,我们也申请了全球第一个有关石墨烯用到复合材料的专利。刚刚有人问张博士有做石墨烯的量子苯,我们做的比较少,我们2002年开发出用石墨烯做本量子苯(音),算是全球第一个把石墨烯量子苯做出来的研究单位。

【张博增】(14:36)我们在2002年跟2004年诺贝尔奖发出石墨烯之前,我们发出美国专利,而且还发表了一篇论文。很可惜跟诺贝尔奖擦身而过。这个不是我们说了算数,英国剑桥大学几个教授在外面开了这家公司,他们在探讨一些市场他们商业模式就是在帮全球高科技公司分析一些市场的走向,这家公司在三年半前发表了一篇报道,他们说石墨烯的一些专利里面,里面画了一张图,石墨烯的诞生是2002年10月21日,我们全球申请第一个石墨烯专利的时候,那个才是石墨烯诞生的日子。2004年10月份诺贝尔奖得主才开始发表石墨烯,这是画的一张图。

【张博增】(14:38)同样一个报告里面,选出全球10位石墨烯专利的发明家,我名字在第一位。我们在石墨烯方面的智慧财产权应该算是相当强大的,全球石墨烯这个发明专利是我们,把石墨烯用到复合材料这个专利全球第一个也是我们的。石墨烯用到轮胎、润滑剂、润滑膏等等第一个专利也是我们申请。石墨烯用到超级电容器的专利也是我们的,我们2002年申请。石墨烯用到正极材料、负极材料也是我们先去做,石墨烯做导热片、导热膏全球都是我们第一个申请的专利。我们在2004年8月份在他们两个还没有发现石墨烯之前,我们已经申请了石墨烯第一个用到燃料电池的专利,2006年8月申请石墨烯用到超级电容器,这些都很早就被我们申请了。

【张博增】(14:40)石墨烯的生产方法无外乎以下几种,一个是我刚刚提到氧化还原法,一个液像剥离法,超临界流体分离法,高剪切方法、电化学剥离法等等,用的比较多其中一个叫作化学气象沉积法,这个用的不大经常,用的是上面这几个方法,绝大部分是我们首先发明出来的。

【张博增】(14:41)我们在产业界有时候之间会互相攻击,有的人说你的石墨烯是比较好的石墨烯,你们的石墨烯有缺陷,是坏的石墨烯。实际上没有所谓好的石墨烯和坏的石墨烯,所有石墨烯都是好的,只要你是达到石墨烯的定义和标准,比如说是单层石墨烯或者你是少数层石墨烯,用化学方法做出来的石墨烯基本上缺陷比较多,刚刚马会长说缺陷这个东西是不是比较不好呢,会不会你有机会去复原它呢,百分之百的复原比较难,缺陷本身在应用不是一件坏事情,有一些还真非得有缺陷不可。石墨烯本身没有什么好石墨烯和坏石墨烯,所有的石墨烯只要是低于十层通通都是好的石墨烯。所以必须要针对市场不同的应用,需要不一样的石墨烯,不一样的石墨烯就要用不同的方法去做。我们为什么发明七八种完全不一样的石墨烯的生产方法,我们当时目标把自己定位在首先要量产石墨烯,所以我们在石墨烯方面的论文发表比较少,要不然我们很轻易在某些领域发表论文,但是我们发表比较少,主要还是申请专利,我们在石墨烯方面有超过200个专利,我们是以专利布局为主。我在想这有可能是我们错失得诺贝尔奖的原因,我们把自己定位在要量产石墨烯,而不是从学术上要在石墨烯这个学术界做一些比较好,马上可以看得到的贡献。

【张博增】(14:43)我们石墨烯这个产业要产业化,我们所面临的挑战是什么呢?我把它归类为三个最大的挑战,第一个最大挑战就是石墨烯生产成本,第二个挑战还是成本,第三个挑战还是成本。石墨烯如果没有办法做到你的市场能够接受的程度,就算你生产出一千吨也没有什么用,所以石墨烯的产业界大家有时候会说我们家能够生产三百吨,我们家能够生产一千吨,我们能够生产五百吨等等,这样说是没有关系的。但最重要的是生产那么多,我们产业自己必须要负责任,比如说我在*有一百吨,不表示我生产了一百吨左右。我们去年单层石墨烯产了11吨,我想这是全球最大的,其他全球三十几家公司加起来单层石墨烯大概不会超过一百吨。

【张博增】(14:44)我们能够以相对低的成本制造出石墨烯吗,这是比较重要的问题,牵涉到所谓的蛋生鸡,鸡生蛋的问题。就是石墨烯生产者不太愿意大量生产石墨烯,除非已经确认市场接受程度非常高。但市场接受程度不会高,除非石墨烯产量非常大,大到已经达到所谓的经济规模,如果经济规模不到,石墨烯的价格无法下降,石墨烯的价格无法下降,一般的顾客是不会去接受石墨烯的,因为他为什么要用石墨烯,除非还有其他的理由,下面我要跟大家做这个报告。

【张博增】(14:45)为什么市场上的石墨烯如此昂贵,据说到目前为止,如果说要在网络上订货单层石墨烯一克是10美元,这个是市场上单层氧化石墨烯的价格。如果说一个东西在用克来卖这种产业不可能称为真正的产业,所以必须要把这个价格低到某个程度,我们等下再来看低到什么程度,这个产业才是一个真正的产业。另外单层氧化石墨烯或者单层石墨烯的售价,什么样才有市场的吸引力,就是说我们要以什么样的售价去卖,这个等下会简单探讨一下。我们多大的石墨烯产量才能触发石墨烯产业的崛起和成长。那石墨烯的制造成本为什么这么高,我们拿一般所谓的化学法来做个例子。一般传统的氧化石墨烯的生产,它的方法是需要大量使用插层剂和氧化剂、插层剂用硫酸。这听起来很可怕,但实际上并不可怕。因为你硫酸重复使用,没有用完的部分可以回收,而且这个回收的技术,从化工角度来说并不是那么难。另外就是传统的废水处理程序比较昂贵一点,为什么现在大量生产单层氧化石墨烯但价格还是有点贵,因为废水处理还是比较昂贵。由于以上原因,现在氧化石墨烯或者石墨烯的价格还是蛮高的,或者说它的成本对绝大部分公司买单层石墨烯和石墨烯也好,成本还是非常高。

【张博增】(14:47)我们怎么减低制造成本呢,实际上大家想想我们氧化石墨烯,只要原料是天然石墨,刚刚有记者说张博士为什么要把单层石墨烯量产生产基地放在厦门,第一个为什么放到中国,这是第一个最大的问题。中国是石墨的生产大国,全球70%的石墨是中国生产的,其他生产过程,包括加拿大、斯里兰卡、巴西还有一些国家也生产石墨,但还没有到开采的地步,即使有的有开采,量也还不够大,中国的量却是已经非常大了。那我们现在在返过头来看一下,假如说石墨的成本,现在可以买到一公斤一块多美元到三块美元左右,原材料一公斤才两三块美元,为什么石墨烯一克是50美元,这是不对的,是违法市场经济原则的。所以我想这个世界上一定有非常多的科学家、工程师,他们一定有办法把石墨烯的价格弄到非常低,假设原材料费用是3块钱,将来用5块钱做出来,所以没有理由,石墨烯将来的价格不能低于一公斤一百美元左右。我们认为石墨烯这个产业将来是很有希望,因为它的成本就是这么低。第二个在研究你石墨烯样本的时候,你是不是应该要考虑一下说你的插层剂跟氧化剂的使用量是不是能够大量降低,这是应该要去考虑的,还有氧化的时间、化学反应的时间是不是能够大量减少。另外就是说废水处理的程序是不是应该找一些化工专家跟你一起做,现在好几家中国的石墨烯公司他也是用化学方法在生产所谓的单层石墨烯,但是停在某个阶段,能够产出的量相当有限。

【张博增】(14:49)我可以跟大家说一下,像我们成功量产石墨烯,我们愿意去拓展到远远超过中试的量产规模,现在很多公司只到中试的量产规模,就算建立一些比较真正量产规模,设备还是放在那里,还没有完全做出那么多量的石墨烯出来,这个打开天窗说亮话,不需要说虚假的话。那我们是怎么办,2002年我们刚开始的时候,像左边这张图是一样用烧杯开始做,经过一两年用5-15升开始做石墨烯,后来300升做石墨烯,后来到*化工公司跟我们合作,开始用一千升、三千升、六千升。到了这个阶段的时候,才能说去量产你的单层石墨烯,所以我们就能够一次几百公斤,花几天的时间能够做出那么多的单层石墨烯,这个才是真正的量产。

【张博增】(14:51)我们公司为了做广告,我们会对外宣称我们拥有三百吨、五百吨、一千吨,造成市面上有一些非常奇怪的想法。去年《自然》这个杂志在他们的期刊上发表一个文章,他们说这个石墨烯是不是有产能过剩的问题,然后他们做一个统计,他说在美国总产量有243,亚洲一共616吨,全球其他地区大概有50吨。他们说实际上石墨烯现在还没有卖到那么多的量,全球有将近一千吨能卖的出去吗,所以他们说石墨烯有产能过剩的问题。

【张博增】(14:53)但是石墨烯真的有产能过剩的问题吗?我看不是。我认为石墨烯没有所谓产能过剩这样的事情,我觉得这个是一个美国的另外一个市场调查公司他们就说少数公司可能夸大自身石墨烯生产能力,这是美国蛮有名一家市场公司说的,不是我说的。实际上我个人认为当前石墨烯产业真正问题是实际的生产量太低,而不是产能过剩。这个有什么问题呢?因为实际生产量太低,就表示说你的生产经验不足,你的大量量产的经验不足的话,你就无法有效掌握降低生产成本的关键所在,因为你不愿意踏出那么一步,这才是问题的根本所在。如果大家踏出那么一步,你会发现实际上可以做大量改进,你价格不会那么高的。那我们石墨烯想要崛起,我们是不是石墨烯的材料要有一个成本目标,我们石墨烯产业界大家也时常做这样一些讨论,我们认为如果石墨烯能够下降到每公斤200美元,就单层石墨烯,那这个石墨烯的产业就会崛起。但是要达到200美元有可能吗?非常有可能,我刚跟大家报告过一公斤原材料才2美元,为什么没有能力用于低10美元、20美元、100美元做出来,这绝对有可能。我跟大家报告一下我们大家的概念就是把它定位在石墨烯的成本必须要在200美元左右,这样这个产业才能够起来。然后你如果要把这一个石墨烯用到抗腐蚀材料,这种石墨烯必须要低于大概149美元左右每公斤,这样抗腐蚀材料生产商接受你的石墨烯取代其他的材料。

【张博增】(14:55)如果石墨烯用到超级电容器,单层石墨烯低到120美元甚至更低,超级电容器的生产厂商才愿意接受你的材料。然后如果是把它用到复合材料,必须要低于100美元一公斤左右。蛋生鸡,鸡生蛋的问题,就是我们要跨过这个门槛,把价格下降到某种程度,那个产品就会出来。一旦抗腐蚀材料大量采用,想象得到那个量有多么大,所有的船舶,不管是军用或者民用船舶必须要经过海水的腐蚀这样一个问题,你只要涂上石墨烯的这个东西,你就可以增加它的抗腐蚀的能力,它能力是非常大,非常有效。另外作为超级电容器它也是一个非常好的材料等等。

【张博增】(14:56)所以我们认为今年年底全球单层石墨烯的价格应该能够低到每公斤200美元以下,我个人认为2016年是石墨烯的产业元年。石墨烯要崛起,关键必须要降低生产成本,必须要进入比较低门槛的领域,石墨烯可能可以为你带来一些比较高的附加价值,你的价格比你的竞争对手,比如说超级电容器价格低一点,达到的效果至少跟它一样,或者甚至更好,你这样才有希望去取代你现有的产品。我在美国大学当了32年的教授,去年刚从大学退休,我们在大学里面做研发最大的一个问题就是我们先把一个技术开发出来,然后我们才拿这个技术去寻找我们能够解决的问题,这个问题到底在哪里。这个产业是先有问题再去寻找答案,我们是答案找好,再去寻找问题,这是本末倒置。石墨烯成功一定要牵涉竞争到问题,跟现有材料竞争,到底拿出什么样的性能才能够跟现有材料竞争,价格比它低吗,性能会比较好吗。实际上是这样,如果能够价格低,性能比较好,这当然非常理想。但这个东西有时候还不够,比如说你要进入汽车产业这个门槛非常高,我跟通用汽车接触过,在美国底特律,他们告诉我说张博士,如果你们电池用到电动汽车的电池,四年之后,那些车子,今年我就要订哪个公司什么材料。所以实际上电动汽车门槛是非常高的,不光是你成本比人家低,性能比人家好,如果石墨烯要大量使用,最重要是不是能够有一个所谓的杀手级的应用。所谓的杀手级的应用就是说除了用石墨烯,不然不可能达到那样的功能。那么石墨烯有很多很奇怪的性质,等一下跟大家做一个报告。过去碳纳米管市场供不应求,却没有杀手级的应用,可以这么说。但最近这几年碳纳米管逐渐又被广泛应用,因为它的价格下降,第二是一般的使用设计工程师他们开始了解碳纳米管能够带给他们什么样的好处,因此慢慢市场接受度开始增加了。

【张博增】(14:59)然后我们石墨烯是不是能够拥有所谓的杀手级应用产品呢?这个是非常有可能的,问题是石墨烯的何种关键性能能够使得石墨烯受到广泛应用,或者是说我们从哪些地方可以找到石墨烯杀手级的应用,石墨烯有哪些独特特性能够让石墨烯的解决方案有比较高的所谓的性价比呢。这个我简单列一个表跟大家分享一下,石墨烯的确有很多很独特的性能是其他材料没有的,例如说第一个它的导热性是5300瓦每mK,非常高,其他材料没有这么高的导热性质。所以肯定石墨烯在导热方面有可能是杀手级的应用,这是第一个。第二个它是少数材料里面既导电又透明,一般材料导电又不透明,透明又不导电,绝大部分材料是这样,它在透明导电这个方面有应用。如果是单片一小片石墨烯,没有缺陷的话,它的强度是人类材料里面强度最高的。另外这个阻隔性,比如说拿来做食品的包装,本来这一块肉放到冰箱里面用传统的塑料袋,塑料膜可以保鲜一个礼拜,如果你放上一些石墨烯可能一个月都能够保鲜等等。因为基本上水分跟氧气是透不过去,这是石墨烯特有的材料,其他的材料基本上没有像这么好的性质。所以石墨烯是有很多奇奇怪怪的性质,这些性质让石墨烯真正能够找到一些杀手级的应用。

【张博增】(15:02)根据中国专利分析,前年发表了全球石墨烯的专利分析,中国现在有两千多个专利是跟石墨烯有关的,这两千多个专利放到哪里,从这里面可以看出这些聪明的科学家脑袋瓜在想什么。绝大部分是用到做复合材料的,用能源存储,还有电子和IT产业,传感器及作为废水处理等等。所以从这个专利分析大概可以看出将来十年之后,石墨烯会大量采用到底是在哪个方向。另外从《自然》这个文章里面看,同样的在超级电容器、锂离子电池、LED灯、传感器等等,基本上两边分析大概是差不多的。

【张博增】(15:03)这里在座可能有一些也是做石墨烯的,有的现在想要踏入石墨烯这个产业里面,有的人觉得张教授从2002年开始做,我们现在做是否为时已晚呢。没问题的,我有一个很好的朋友从中东过来,他说石墨烯最出色的应用还没有被发现,我就回答一句,我说量产石墨烯最好的方法也还没有被发现。所以在中国我认为是非常有希望在石墨烯这个产业上领先全球的,有可能开发出最好的石墨烯生产方法的是中国的科学家和工程师,找出石墨烯最好应用的有可能是中国的科学家和工程师,所以大家共同努力。

【张博增】(15:04) 那我们安固强材料公司能够为石墨烯这个产业做出何种贡献呢。我们除了在厦门这边落户要生产单层石墨烯之外,我们也全球希望能够选择一些合作伙伴去做一些下游产品的应用,例如说在轮胎、润滑剂、润滑膏、复合材料、石墨烯膜、热管理材料、锂离子电池、锂硫电池、超级电容器等。我们在这方面做了非常非常多的工作,也有很多这方面的智慧财产权,我们希望选择一些全球的合作伙伴去授权用我们的石墨烯方面应用专利或者跟我们成立合资公司去把这些技术给量产起来。

【张博增】(15:05)我想借这个机会因为我讲的时间稍稍有点长,我先中断一下,我让大家眼睛耳朵稍微有一点喘息的机会,借这个机会播放一个7分钟的影片,可以很轻松看这个影片。去年2月份美国的探索频道他们为了要做一个石墨烯的专题,所以他找到我们,采访我们,所以他在去年2月28日,还有3月份播出了一次,我现在比较完整给大家show之后,之后回过头谈一下安固强材料公司有哪些比较先进的技术,有哪些技术可能可以跟大家一起合作。所以我先停顿一下,给大家播放一下。

【现场】(15:06)播放宣传片

【张博增】(15:15)再回到我们原来讲的,用这个机会介绍一下我们的AMI,美国安固强材料公司在石墨烯方面的一些技术。我们是首先实现单层石墨烯产业化的公司,也是第一家通过ISO9001认证的公司。我们是全美国唯一一家公司,首家获得美国能源部、美国国家自然科学基金及美国国家标准总局关于石墨烯产业相关应用的研究基金。我们技术先进性在哪里,有多种生产工艺,有很多自己使用的技术都是我们自己的发明。有干粉,还有各种形貌的石墨烯,从化学方法角度来说,我们对强酸跟强氧化剂的使用量非常少,我们也有机会把酸作为一些重复使用,降低我们成本。所以我们整个产业的特点,技术的特点是我们的成本低、质量高,而且环境友好,因此用化学方法做的石墨烯不一定会造成环境污染。很多产业界互相攻击说你用化学方法做的,你一定污染环境,这是非常错误的概念。每一种新的技术,例如一些半导体的技术,都会遇到很多化学品或者容器,看你怎么样去处理它。同样我们又有比较干净的方法,像超声波直接生产的方法,我们就把天然石墨丢到一个炉子里面,像肥皂水、香皂水一样,用比较高强度的超声波进去,就可以开始产石墨烯。第一个用到水跟肥皂水,就是天然石墨,不可能有石墨污染。生产石墨不一定会有什么污染这件事情发生,看你这个企业界本身到底要在环境上做到什么程度。

【张博增】(15:18)另外我们AMI有自己专利保护,例如现在网上有人说他不经过石墨的提炼或者是纯化,能够直接从石墨矿直接做出石墨烯出来。没有错,这个方法我们也有,而且我们2006年就发明了。问题出在哪里,你没有经过纯化的天然石墨,中国某一些石墨矿含碳量才百分之三十,也有些六十几,比较好,但就算石墨烯做出来,那些杂质还在,涉及到同样的问题。外面生产出来的单层石墨烯,也是我们认为用最佳方法去生产出来的,目前为止是最佳的方法。我跟大家报告一下我们用哪些产品,第一个刚刚外面看到的一桶一桶的粉末,就是这样一堆一堆单层石墨烯产品。另外我们可以很骄傲的说我们不止会生产单层的石墨烯,我们单层石墨烯可以各式各样的形貌都可以出来,我们博士本身是一位艺术家,可以把石墨烯千变万化改变它的形状,例如说可以做成这样的泡泡形、花瓣型,还有褶皱的,实际上不一样的应用,需要不一样的石墨烯的形貌。所以石墨烯不是说你拿到你就能够用到,不是说石墨烯就可以用到很多不同应用上面去,如果只是这样应用可能会失败。所以有时候买来一些单层石墨烯,回去用完以后说张博士你骗人,这石墨烯单层哪里有那么好。最大的原因是你不会用,所以石墨烯的公司另外一个挑战实际上教会你下游的用户怎么样去用你的石墨烯,这实际上是一个非常关键的问题。

【张博增】(15:20)第二个解决刚才那个尴尬的问题,明明是好的东西,用到别人手上不好。打一个比喻,石墨烯跟塑料混合起来是相当难,分散是很有挑战性的课题。比如说可以加40%、30%的石墨烯到你那里面之后,这样解决分散的问题,拿到母料之后再添加到你自己的PD,就里面不含石墨烯。但是分散这个问题我们已经事先帮你解决,所以把我们母料稀释掉,可以做出一些产品,你石墨烯的含量可能是0.5、5,看你要多少,你就用我们30%稀释下来,这样就解决你无法分散的问题。这是为什么我们做的产业我们已经做到这个地步,我们从2006年开始想要量产,想要卖更多的石墨,但是石墨烯很多人不会用,或者用了以后觉得不好,我们慢慢想出这些策略和战略出来。所以石墨烯的产业实际上也不能就像传统的销售人员跟下游厂商喝酒第二天拿到订单,没有这么回事,必须教会下游厂商怎么样应用你的产品,石墨烯销售本身是一个非常大的课题。

【张博增】(15:21)然后我们可以把石墨烯分散到各式各样的数字,你必须要事先混合好,让它比较好使用你的产品。另外你在外面可以看到我们有一系列的各式各样的产品,比如说纤维也好,膜也好,透明的导热膜,我们外面显示的透明导电膜并不是用这种方法做的,我们中国有好几家公司现在用这种方法做一些透明的导热膜,据说做所谓触摸屏的这种,我们不用这种方法做,现在暂时不告诉你用什么方法做。另外我们在超级电容器、铝离子电容器等等做了大量的工作。例如说石墨烯可以用到你所谓的LED灯,据说这个灯外面我们有产品已经在某个地方量产了,把LED灯的外形用我们石墨烯再加上塑料做出来,然后再加上一些其他巧妙的结构,让它散热非常快。因为LED灯有一个问题,如果这个热量上不去,亮度不会高,寿命很快减少。所以我们就跟我们的LED灯生产厂商一起开发,之后帮他们解决这个问题。这是我们外面也有显示的产品,据说我们可以去生产石墨烯的导热膜,这是我们的一些性能。

【张博增】(15:23)另外在新能源领域,我们刚刚提到油世界第一个石墨烯超级电容器的专利,这在2006年就申请了,这个专利用石墨烯或者用膨胀石墨,或者用到超级电容器会在专利保护范围之内,用石墨烯+导电聚合物或者石墨烯+金属氧化物这种所谓电容器我们也有专利保护。另外把石墨烯活化,或者活化膨胀石墨,也在我们专利保护范围之内。我们2010年这个技术获得全球十大纳米科技之一,现在准备在中国量产我们超级电容器,一种是所谓的双电层电容器、锂离子电容器,还有刹车、启动用的。我们现在能够做出来这个产品,实际上我们外面所展示自这些产品都是用量产化的技术出来,据说外面一卷一卷的纤维,我们不是实验室里面小的一卷的纤维,是非常大的生产纤维量产做出来,现在已经到了量产阶段。

【张博增】(15:25)希望能够跟大家分享的是电动汽车这个产业,这是一个非常有趣的产业,我们中国 比亚迪在这一方面被全球公认为算是蛮领先的一家电动汽车的公司,当然下了很多功夫做出来。美国公司像特斯拉太少了,中国的 比亚迪、美国特斯拉都是比较特殊的公司,目前电动汽车产业困境到底在哪里,现在中国买一辆电动汽车补贴七千块钱等等这样,如果说电动汽车产业还需要*补贴,不能成为自给自足的产业,那么它必须要做到不需要*补贴还能够存在。这个关键问题在哪里,其实就在电池。假设说从北京开出来开到上海,半途没有充电站,那么特斯拉现在最受欢迎的那个在美国是七万到十万美元之间,里面的电池就四万五千美元左右。这是最大的问题。可以看到这个电池包塞满了整个底盘,它的整个电池都塞满了。美国能源部经过的一些研究分析,他们认为电动汽车这个产业要起来,必须要达到两个条件,第一个你如果是要所谓的混合动力,可以用汽油,可以用电动汽车,电池可以小一点的电池,比如说15个千瓦时,跑了六七十个公里之外没电了,但是没有关系,可以让你小一点的引擎可以启动,然后回冲你的电池,这个他们认为你每千瓦时的电池的价格要低于250美元,现在大概还350,在中国比较便宜,但是质量不是特别好,可以达到每千瓦时350美元左右,在国外要450-700美元左右,每个千瓦时的电池。

【张博增】(15:27) 那为什么会有250美元每千瓦时这个出现?你们大家可以想一下,如果我是用所谓的汽油动力的引擎,引擎好的中型的引擎价格大概三四千美元左右,假设我是混合动力的,我的电池大概是10-15个千瓦时,我用10个千瓦时来做这个例子,如果每个千瓦时是250美元,10个千瓦时大概就是2500美元。换句话说,我这个混合动力最多就增加2500成本,另外汽油引擎还更小一点,那个价格更低一点。所以算出来每千瓦时250美元,电动里面没有汽油引擎来回冲等等,你必须要每千瓦时要低于150美元。这个又有另外一个道理,必须要让你的车子开出去至少能够开两百到三百公里左右,必须要大概45-60千瓦时那么大的电池才行。

【张博增】(15:28) 现在大家在美国比如说像通用汽车它汽车价格一般在三万到四万美元之间,如果这三万到四万美元之间这辆汽车里面光是电池必须要三万、四万美元这是不可能的,所以必须要让这个价格下降。为什么你每千瓦时必须要低于100美元。你现在传统的锂离子电池的技术,这是不可能达到,不可能把现在负极成本下降一半,正极成本下降一半,电解液成本下降一半,劳工下降一半,这是不可能的。所以你容量要提高很多,但是价格又不上涨很多,这样的情况之下,你不增加每个电池新的电池包的成本之下,你的能量密度提高,每千瓦时达到的价格才能够下降到250,甚至下降到150的地步。我们在六七年前,我们公司开发员工针对这几个目标就开发出一系列的新的电池技术,这个我要给大家做一个简介,是基于这样的原则做出来。我们有很多从过去的电池负极材料,把这个纳米硅连同石墨烯,然后石墨烯混合到内部,石墨烯包在外头,可以看到这一颗一颗纳米微可以包到单层石墨烯膜底下,包的非常漂亮。这样包起来就有很多好处,大家知道负极材料如果用硅当你充电的时候硅会膨胀,放电的时候硅会收缩,收缩几次以后就确定好几小片,就跟你的所有的电流脱离,跟导电脱离,所以你电池容量就衰减非常快。我们经过差不多十年的努力彻底解决这个问题,只有石墨烯才有机会去解决像这样的问题,这就是石墨烯所谓杀手级的应用。我们这一个应用也做出来,这个应用我们申请了国际专利,中国专利通过,韩国专利通过,日本、美国专利也通过了。我们在中国的上海也跟一个所谓的孵化器,经过试点的孵化,准备今年年底开始大量生产,我们也希望能够跟中国的一些伙伴来推广。

【张博增】(15:31) 那我们这一系列的专题技术是我们挑出来的一些专利,从石墨烯专利联盟里面可以找到这个专题分析报告,这是免费的。中间全球最重要三个专利里面一个就是我们这个负极专利。现在iphone手机里面每升电池是550,我们现在实验室中试阶段这种电池已经达到800瓦时每升,如果用我们负极材料加上我们一般的选择的正极,合适的组成一个电池之后,可以让你的通话时间,原来用一天,现在用一天半到两天。另外重量可以提升差不多60%左右,价格也会比较低一点。有一个168公分的高的小姑娘,手上提着一个包,这个包里面可以装一些电池,现在中国每年生产3500万辆电瓶车。现在点评车最大一个问题,如果停在里面,到楼上下班,下班回来电瓶被偷走。拿着9.8公斤电池到楼上,对168的小姑娘来说是很麻烦的事情。如果用现在的硅负极做的电池可以下降到1.68公斤左右,等一下告诉你如果用我们新型电池下降到1公分,甚至再低一点点。对整个产品的应用是很不得了的应用。

【张博增】(15:33)另外自己也开发一些电解液跟石墨烯没有关系,我们也跳过去。这是一些关键的技术,现在锂离子电池是600左右,将来做到800,就是每单位重量密度可以达到400多,大概是这个位置。要达到800是有点难度,现在200,如果达到600就是三倍,我真的有机会能够从北京跑到上海不用再充电,当然不需要一次从北京跑到上海。由于石墨烯让某些情形电池变成可能之后,整个电动汽车的产业才有可能兴起,这是今天想要跟大家做的报告,由于石墨烯它的诞生让有些原来是不太可行的技术现在变成在商业上是可行的。

【张博增】(15:35)刚才提到用锂硫电池就可以使我们现在小姑娘电瓶车用的电池低于1.0公斤左右,这样可以塞到手提包里面带到上面,下来很快装进去,就可以开走了。因为有锂硫电池的存在,可以让我们这个底盘用少量的电池,就是电池的长度、宽度跟重量跟现在比起来重量减轻三倍或者体积减三倍。我的结论是这样,石墨烯我们认为是本世纪具有革命性的,有着非常广泛用途的新型纳米材料,颠覆旧的技术,开拓纳米技术的新的纪元。我想我们也认为石墨烯所引发的每一个应用都可以产生亿万元的市场效应,我们美国安固强公司是实现单原子层石墨烯产业化的先驱,很高兴在厦门准备把这个技术落地,我们拥有世界领先的单原子石墨烯生产技术专利及Know-how,我们石墨烯应用技术居全球之首,很多人没有想到的,我们就做了。2006年的时候你们有想到什么叫石墨烯,那个时候我们已经在做石墨烯的超级电容器。2007年很多人还不知道什么叫石墨烯的时候,已经把石墨烯用到锂离子电池,这个就是安固强材料公司。 谢谢大家!