石墨烯超级铜即石墨烯/铜基复合材料,是一种以铜为基体、以石墨烯为增强相制得的高电导率石墨烯铜基复合材料。铜是传统电力传输的首选材料,具有高导电率、高稳定性特点,石墨烯是已知载流子迁移率最高的材料,理论电导率高于铜和银。石墨烯超级铜是金属铜与石墨烯的复合材料,结合了铜和石墨烯的双重优势。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年石墨烯超级铜行业市场供需现状及行业经营指标深度调查分析报告》显示,石墨烯超级铜具有超高强度、高导电性、高导热性、电磁屏蔽性优良等特点,可制备5G天线、高铁接触线、芯片外延连接线、扁线电机、风电电机等,在电力传输、新能源汽车、电子通讯、轨道交通、航空航天等领域应用前景广阔。
电力是现代社会生产生活中最重要能源,根据国家统计局数据显示,2023年我国电力消费量增长6.7%。我国电力消费量大,但在输配电过程中,仍存在电能量损耗过高的问题。石墨烯超级铜经实验验证,可显著降低电损耗,节省用电,其规模量产和应用,有望解决电力输配电损耗过高的问题。
石墨烯超级铜制备研究分为石墨烯/铜复合粉体制备法、石墨烯/块体铜箔复合法两大类,其中石墨烯/铜复合粉体制备法包括分子级混合法、电化学沉积法、原位合成法、粉末冶金法等,石墨烯/块体铜箔复合法涉及到电泳沉积法、化学气相沉积法及热压、轧制等工艺。
在原料方面,我国石墨烯生产企业有烯旺新材料、银基烯碳、方大炭素、沃特新材等,近年来,我国石墨烯产业链、供应链布局日益完善,为石墨烯超级铜批量制备奠定了坚实基础。政策方面,2023年8月工信部印发《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》,提到支持高导电石墨烯铜基复合材料的创新发展,这为石墨烯超级铜研发提供了良好外部环境。
我国石墨烯超级铜相关研发单位及企业有上海交通大学、中车工业研究院(青岛)有限公司、柔碳科技、烯旺科技、中国科学院宁波材料所、哈尔滨工业大学等。目前石墨烯超级铜量产可行性已得到验证,并实现了小批量生产。
新思界
行业分析人士表示,为满足不同性能及应用场景要求,石墨烯超级铜将形成一系列技术指标稳定的型号产品,通过产品标准建立、市场培育和推广工作加强、生产技术参数优化,未来几年,我国石墨烯超级铜将进入量产制造、应用快速扩展阶段,行业发展前景广阔。
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