石墨烯会引起下一场材料革命吗？

早在2015年，就有关于石墨烯电池取得突破性进展的新闻“记者从中科院上海硅酸盐所获悉，该所科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。相关研究成果已发表在世界*期刊《科学》上。”然而直到现在，石墨烯电池在实际的应用上，也没有真正的落地。首先我们要知道，电容（Supercapacitor）是电容，电池（Battery）是电池，它们根本不是一个东西，请不要无限制把它们混淆。电容反应速度快，因此功率性能好，但是能量密度远低于一般的电池。实验室里做出来的东西往往要花很久才能工业化，而有些技术甚至受至于技术路线等因素，永远不可能工业化都没准。我从来不认为科研不重要，但是我觉得国家应该加大力度扶持那些可以中试化，有产业化前景的技术，这才是工业升级，做强中国制造的正路，因此我也很期待该项技术可以早些中试化，能够大批量做出高一致性、可靠性、成本和性能具有一定竞争力的产品。

结论：如果应用层不在短期内取得重大突破的话，基本没可能。声明：本文仅在石墨烯应用于电池行业探讨，不做其他方向和行业的评断。首先石墨烯是什么？简单来讲，石墨烯（Graphene）就是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的碳纳米材料。为什么石墨烯这么火？石墨烯从被发现至今时间并不长，2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）发现可以通过“撕胶带”的方式获得石墨烯，2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖，这才让石墨烯这种材料开始见诸各大新闻头条。那么石墨烯到底有什么好呢？因其独有的结构特性，石墨烯除了结实超薄、润滑抗菌，导电性能也极佳，能量损耗极低。于是国内外许多实验室开始研究石墨烯在新能源电池领域的应用，也有很多实验室做出来至少宣称很惊人的电池产品，例如充电速度极快、电池容量极高，且不说实验结果可不可信，一个产品从实验室产品走向产业化还需要很长的路要走，实验室几十个人经年累月在各种条件支持下搞出一块电池，这种成本大规模产业化是不可能承受的，所以不能因为实验室做出来性能很好的产品就认为市场上应该出现这样的产品。为什么石墨烯没太可能引发下一场材料革命？一种技术或者材料如果能够引发一场大的革命，那势必是能够大规模推广和应用的，比如当年的蒸汽机，引发第一次工业革命，但是大家记住的是瓦特这个名字，而非丹尼斯·巴本这个名字，为什么呢？其实后者才是蒸汽机的发明人，瓦特最大的功绩并非是发明了蒸汽机，而是对蒸汽机进行了一系列的改造，使之能够适用于各种工业场景，大大提高了原来蒸汽机的效率，使原来只能用来抽水的蒸汽机成为了各种工业行业的动力源，所以蒸汽机才引爆第一次工业革命，瓦特才如此被人纪念。同理，一项技术能不能引爆一项革命，在于其能不能广泛应用于各行各业，能相比于现有的生产方式和生产工具显著提高工作效率。目前就石墨烯而言，以上这几条都是不满足的，其中最大的问题在于其成本太贵，虽然其在实验室条件下能够表现出现有材料所不及的更加优异的性能，但是由于成本高昂，缺乏大规模使用的条件，目前在动力电池上广泛使用的锂，已经是论吨在卖了，一吨大概在十万元出头左右，而石墨烯在95%-99%不同纯度下价格也不尽相同，大概在几十块到几百块每克，算作一百块的话，一吨的成本在1个亿，在这种成本压力下，石墨烯还有很长的产业化道路要走。引爆材料革命的第一步是发现全新的大幅度降低成本的制备方法。