石墨烯超級銅即石墨烯/銅基復合材料,是一種以銅為基體、以石墨烯為增強相制得的高電導率石墨烯銅基復合材料。銅是傳統電力傳輸的首選材料,具有高導電率、高穩定性特點,石墨烯是已知載流子遷移率最高的材料,理論電導率高于銅和銀。石墨烯超級銅是金屬銅與石墨烯的復合材料,結合了銅和石墨烯的雙重優勢。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年石墨烯超級銅行業市場供需現狀及行業經營指標深度調查分析報告》顯示,石墨烯超級銅具有超高強度、高導電性、高導熱性、電磁屏蔽性優良等特點,可制備5G天線、高鐵接觸線、芯片外延連接線、扁線電機、風電電機等,在電力傳輸、新能源汽車、電子通訊、軌道交通、航空航天等領域應用前景廣闊。
電力是現代社會生產生活中最重要能源,根據國家統計局數據顯示,2023年我國電力消費量增長6.7%。我國電力消費量大,但在輸配電過程中,仍存在電能量損耗過高的問題。石墨烯超級銅經實驗驗證,可顯著降低電損耗,節省用電,其規模量產和應用,有望解決電力輸配電損耗過高的問題。
石墨烯超級銅制備研究分為石墨烯/銅復合粉體制備法、石墨烯/塊體銅箔復合法兩大類,其中石墨烯/銅復合粉體制備法包括分子級混合法、電化學沉積法、原位合成法、粉末冶金法等,石墨烯/塊體銅箔復合法涉及到電泳沉積法、化學氣相沉積法及熱壓、軋制等工藝。
在原料方面,我國石墨烯生產企業有烯旺新材料、銀基烯碳、方大炭素、沃特新材等,近年來,我國石墨烯產業鏈、供應鏈布局日益完善,為石墨烯超級銅批量制備奠定了堅實基礎。政策方面,2023年8月工信部印發《前沿材料產業化重點發展指導目錄(第一批)》,提到支持高導電石墨烯銅基復合材料的創新發展,這為石墨烯超級銅研發提供了良好外部環境。
我國石墨烯超級銅相關研發單位及企業有上海交通大學、中車工業研究院(青島)有限公司、柔碳科技、烯旺科技、中國科學院寧波材料所、哈爾濱工業大學等。目前石墨烯超級銅量產可行性已得到驗證,并實現了小批量生產。
新思界
行業分析人士表示,為滿足不同性能及應用場景要求,石墨烯超級銅將形成一系列技術指標穩定的型號產品,通過產品標準建立、市場培育和推廣工作加強、生產技術參數優化,未來幾年,我國石墨烯超級銅將進入量產制造、應用快速擴展階段,行業發展前景廣闊。
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