2017年度“35岁以下科技创新35人”|陈成猛:让石墨烯生产成本大降96% 加速从实验室落地商用脚步

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2017年度“35岁以下科技创新35人”|陈成猛:让石墨烯生产成本大降96% 加速从实验室落地商用脚步
麻省理工科技评论 2018年4月4日

2018年4月4日

作为中国石墨烯科研先鋒,陈成猛特别注重材料的应用基础研究。
35岁以下科技创新35人
作为中国石墨烯科研先鋒,陈成猛特别注重材料的应用基础研究。

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中国石墨烯研究始于2006年左右,作为中国石墨烯首批研究者之一,中国科学院山西煤炭化学研究所副研究员陈成猛经历了石墨烯从实验室到产业化、从样品到产品、从制备到应用的蜕变,也见证中国石墨烯研究和行业发展的历程。

2010年前,由于没有规模化生产,市场上石墨烯多源自实验室合成,每克粉体价格高达3000多元。性能虽十分诱人,但高昂的价格让大多下游用户望而却步。因此,陈成猛选择了石墨烯制备作为主攻方向,这是石墨烯研究和产业发展的起点,也是制约石墨烯应用的瓶颈环节。石墨烯是结构精细的二维纳米材料,如何在可控的成本内制备高质量石墨烯材料难度很大,陈成猛选择了经典的氧化还原法,这是一种先将石墨氧化插层合成氧化石墨中间体,再热还原制石墨烯的方法。该方法简单易行且原材料广,与化工单元操作和粉体过程十分匹配,具备进一步放大的可行性。然而石墨烯是全新的领域,国内外都没有可供借鉴的工程化案例,所有的工艺和装备都必须自己摸索。在陈成猛的带领下,团队与晋能集团合作,突破了石墨烯制备工程化技术,解决了中间体分离纯化和连续膨化炭化等多个工艺和装备难题。

2014年底,吨级石墨烯中试线在太原投产,一举将石墨烯的生产成本从每克500元降至20元。材料终于出来了,而另一个挑战又摆在面前,那就是怎么去用?因为对于石墨烯这种新材料,其应用尚不成熟,市场也亟待培育。因此,他们不仅要供给用户一流的材料,还要提供配套的应用解决方案。于是,陈成猛与团队与中国企业合作,打造了新型储能器件中试平台,通过系统集成打通了石墨烯从原料、材料、器件到应用的创新链,组装了新型的石墨烯增强超级电容单体和模组,仅添加2wt%的石墨烯,就将储能能量和功率密度分别提升了30%和40%。

而作为中国石墨烯科研先鋒,陈成猛特别注重材料的应用基础研究。他认为,不能只看材料特性的长板,更应关注那些制约商业化应用的短板,只有立足实际应用,通过技术创新打通产业与市场的通路,实现产业落地,才能真正让石墨烯服务于中国和世界。

麻省理工科技评论

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