מדוע גרפן הפך להונאה בסין?

מדוע גרפן הפך להונאה בסין?

עם זאת, למרות שסיכויי היישום של גרפן הופכים יותר ויותר מבטיחים, הצהרה אחרת לגמרי היא גם קטגורית: גרפן הוא הונאה בסין.

במרץ 2015 הכריז מכון צ'ונגצ'ינג לטכנולוגיה ירוקה וחכמה של האקדמיה הסינית למדעים על השקת טלפון נייד גרפן בשם"GALAX SETTLERα". לפי הפרסום דאז, העברת האור שלו הגיעה ל-97%, קצב הטעינה של הטלפון הנייד הוגדל ב-40%, וחיי הסוללה בהארכת 50%, צפיפות האנרגיה של הסוללה עולה גם היא ב-10 %. מכיוון שהוא קשור לגרפן, למרות שהטלפון הזה שווה רק לתצורה של אלף יואן, המחיר יכול להגיע עד 2,499 יואן.

שמונה חודשים לאחר מכן, למרות ההכרזה על אצווה ראשונה של 30,000 יחידות של טלפון גרפן זה, הוא לא נמכר בשוק.

אבל אנשים יכולים לקנות מגוון מוצרי גרפן אחרים. לדוגמה, Shengquan Group, חברה רשומה ב-New OTC Market, השיקה לשוק גרביים ותחתונים מגרפן. לפי הפרסום של החברה, הם הוסיפו גרפן ביומסה"התחממות פנימית" סיבים למוצר, שהוא סיב מרוכב רב תכליתי אינטליגנטי חדש לגמרי, בעל יכולת להפעיל תאי חיסון, להגן מפני קרניים אולטרה סגולות, לשפר את המיקרו-סירקולציה, תכונות אנטיבקטריאליות ואנטיבקטריאליות, מגבירות חום ומגבירות שמש, וזה יכול גם להפיג ריח."

לפי הפרסום של החברה, הם פחסו גבעולי צמחים כדי להפיק גרפן, תוך שימוש במוליכות העל של הגרפן כחומר גלם לייצור בגדים. הם גם מתכננים להשיק חזייה חכמה המודדת שינויים עדינים בטמפרטורת החזה של נשים באמצעות חיישן מובנה כדי למנוע ביעילות גידולים וסרטן השד. הם גם מתכננים ליישם אותם על מדי צבא. נכון לעכשיו, מוצרי הגרפן האלה הם יקרים, המחיר של זוג גרביים. עבור יותר מ-50 יואן, מחיר זוג תחתונים קרוב ל-300 יואן, מחיר חגורת גרפן קרוב ל-600 יואן, והבגדים שיוצרים חום נמכרים ביותר מ-1700 יואן.

& quot;בשנים האחרונות, כאשר ננו-חומרים עברו הייפ, היה הרבה הייפ לגבי הרעיון של'nano+' בסין. הפעם, הרעיון של'גרפן' אותו הדבר. מוצרי גרפן רבים הם הונאה." מנהיג הפרויקט הלאומי 863, מדען חומרים, Said Qi Lu, פרופסור בבית הספר לכימיה והנדסה מולקולרית של אוניברסיטת פקינג. בשל תרומתה לחומרים ואנרגיה חדשים, Qilu ידועה גם כמייסדת הראשית של חומרי הקתודה של סוללת ליתיום קובלט וליתיום מנגנט של ארצי'.

לפי הבנתו של הכתב'גרפן מחולק כיום לשני סוגים: גרפן סרט דק מונואטומי ואבקת גרפן. ההכנה של הראשונים משתמשת בעיקר בגזים המכילים פחמן כמו מתאן ואצטילן כחומרי גלם ומסונתזת על ידי שקיעת אדים כימית, שאין לה שום קשר עם גרפיט או קש.

אבקת גרפן מתקבלת מגרפיט טבעי, מחומצנת על ידי חומצה מרוכזת וחומר מחמצן חזק, ולאחר מכן מופחתת על ידי טיפול בחום התפשטות. באשר לגרפן המופק מקש, נאמר ש-15 חתולים של קלחי תירס יכולים לחלץ חתול אחד של גרפן. נראה שאנשים רבים בתעשייה אינם מוכרים.

מלבד תחתוני הגרפן ההונאה הברורים, ה-& quot;סוללות הגרפן" ו-& quot;סוללות ליתיום גרפן" שמכוני מחקר וחברות רבים מעוניינים לפתח מואשמים גם הם בשקרים.

כיום, הנוהג של יישום גרפן בתחום הסוללות הוא בדרך כלל להוסיף חומרי גרפן לאלקטרודות החיוביות והשליליות של סוללות ליתיום."גישה זו היא ללא ספק מטעה." לאחרונה, חוקר האינטרנט של Tsinghua Energy Liu Guanwei שאל את"סוללת הגרפן" מאמר באינטרנט.

במאמר זה שכותרתו"The Legendary"סוללת גרפן" טכנולוגיה, האם זה שקר גדול?" במאמר, ליו גואנווי נתן מבט ברור מההתחלה:

הטכנולוגיה של"סוללת גרפן" קרוב לבלתי קיים. גרפן יכול רק להגביר את קצב הטעינה והפריקה בתיאוריה, אבל זה לא עוזר להגדיל את הקיבולת (אנרגיה). אנשים שהולכים להתאכזב), משמעות הגימיק גדולה בהרבה מהערך המעשי.

לדברי Liu Guanwei, על פי המינוח האלקטרוכימי הקלאסי, סוללות הליתיום-יון המשמשות בסמארטפונים כלליים צריכות לקבל את השם"lithium cobalt oxide-graphite." זה נקרא"סוללת ליתיום יון" כי ליתיום יון משחק בו תפקיד מרכזי."למען האמת, לגרפן יש רק תפקיד עזר בסוללה, ולכן לא ניתן לקרוא ישירות לסוללה המשתמשת בגרפן'סוללת גרפן'."

לדעת Liu Guanwei' רק גרפן משמש כתוסף מוליך" בסוללות ליתיום שבעצם נכנסה לשוק עכשיו. אבל אפילו היישום של"תוספים" נחקר.

גרפן יכול לשמש כחומר מוליך כדי לקדם טעינה ופריקה מהירה של סוללות ליתיום. בתיאוריה, זה יכול לשפר את ביצועי הקצב. עם זאת, אם תהליך הפיזור אינו במקום והערבוב אינו אחיד, הכל טירה בשמיים. בנוסף, ישנם חומרים רבים ואיכותיים ולא יקרים. יש להשתמש בגרפן היקר."

הכתב שם לב שדעותיו של ליו גואנווי' הוכרו על ידי מומחים בכירים רבים בתעשייה, כולל ג'אנג יואנבו, קילו, פרופסור לו הונגבין מהמחלקה למדעי הפולימרים של אוניברסיטת פודן ופרופסור יואן גואוהאי מהמחלקה לכימיה יישומית של בית הספר להנדסה כימית של המכון הטכנולוגי חרבין.

& quot;מי יכול להמציא את הנתונים עד עכשיו? מישהו עשה סוללה כזו?" Qilu גם מאמין כי" האלקטרודות החיוביות והשליליות של סוללות ליתיום הן שתיהן מבנים שכבות, כך שבתנאים חיצוניים מסוימים, היא יוצרת הגירה מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית. גרפן הוא מבנה טבעת אטומי פחמן חד-שכבתי, אשר נקבע על פי התכונות הכימיות והפיזיקליות שלו ולא יהווה חומר נפרד אלקטרודה שלילית עבור סוללות ליתיום."

אנשים רבים מבזבזים את חייהם בשביל זה?

לגבי הספקות של מומחים בתעשייה, כמזכ"ל ה-& quot;China Graphene Industry Technology Innovation Strategic Alliance", לי Yichun אמר:"למרות שהתעשייה שנויה במחלוקת, מדעית וטכנולוגית חדשנות, הכל יכול לקרות. כמה מומחים מאמינים שזה בלתי אפשרי. הכל הושג, וכמה מומחים שרירותיים מדי, אבל אנחנו חייבים להיות ראש פתוח."

עד כה, אי אפשר לדעת את הפנים האמיתיות של סוללת ליתיום גרפן, המובילה בעולם&של צ'ינגדאו". התגובה של Huawei היא"יש מחקר על גרפן, אבל זה לא ימוסחר כל כך מהר." בתור המכון לקרמיקה של שנחאי, האקדמיה הסינית למדעים המנהיג של"Graphene Super Electric Vehicle Battery" צוות, ההגנה של Huang Fuqiang' היא ש-& quot;כולם יסיקו מסקנות שונות מזוויות שונות, אבל המהות זהה."

למעשה, אפילו אנדרה גאים, שזכה בפרס נובל בשנת 2010 על גילוי הגרפן, לא יכול להבין את הגרפן המטורף הנוכחי בסין. בסוף אוקטובר 2015, כשגיים השתתף בתערוכת מוצרי גרפן שהתקיימה בצ'ינגדאו, הוא התעלם מפניו של המארח והבהיר ש"מוצרי יישומים רבים כולל סוללות גרפן עלולים להיות חשודים בהייפ כיום".

ביום שבו השתתף גאים בפגישה, ה-& quot;2015 Global Graphene Industry Research Report" פורסם לראשונה על ידי China Graphene Industry Technology Innovation Strategic Alliance, אשר הראה כי סין לא רק מדורגת במקום הראשון בעולם במספר המאמרים שפורסמו על גרפן בסוף 2012, ומספר הפטנטים עלה במהירות. שלוש השנים האחרונות.

עם זאת, גאים גם ציין בראיון לתקשורת הסינית כי מחצית מהמחקר על מאמרי גרפן רבים שפורסמו יימחק. מצד שני, פטנטים רבים, במיוחד אלו המיוצרים על ידי אוניברסיטאות, של-90% מהם אין ערך, 99% מהפטנטים יהפכו בסופו של דבר לפסולים, וגם תחזוקה של הפטנטים הללו תעלה הרבה כסף, והרבה אנשים מבזבזים את עצמם. חיים בשביל זה.

& quot;למרות שסין נמצאת במקום הראשון בעולם מבחינת מספר מאמרי הגרפן שפורסמו, מכוני מחקר מדעיים רבים אינם יודעים מה התעשייה רוצה, ובולטת בעיית הניתוק בין מחקר מדעי ליישום." קאנג פיייו, דיקן בית הספר לתארים מתקדמים של אוניברסיטת צ'ינגהואה באוניברסיטת צ'ינג'ו ומומחה לחומרי פחמן הצהיר בפומבי.

הספקות האלה לא עוצרים את הקצב של מתרגלי גרפן סיניים. ב-16 בינואר קיים פארק התעשייה המדע והטכנולוגיה Changzhou West Taihu טקס חתימה על פרויקטים של גרפן, ו-21 פרויקטים של גרפן התיישבו ביחד בצ'אנגג'ואו. ליו ז'יפנג, מזכיר ועדת העבודה של המפלגה של פארק התעשייה המדע והטכנולוגיה של צ'אנגג'ואו ווסט טאיהו, אמר שתעשיית הגרפן של צ'אנגג'ואו' מתקדמת לעבר המטרה של"יצירת עשרות מיליארדי תעשיות מיוחדות ."

ישנם פארקי תעשייה רבים של גרפן כמו צ'אנגג'ואו בסין. על פי הבנתו של הכתב', פארקים תעשייתיים בקנה מידה גדול של גרפן נוצרו בצ'ונגצ'ינג, וושי, צ'ינגדאו, טאנגשאן ובמקומות אחרים. ועוד פארקי תעשייה של גרפן צפויים לפרוח ב-2016.

בצ'אנגג'ואו, מקורב של 2D Carbon Technology Co., Ltd אמר לכתבים שהם הוקמו בצ'אנגג'ואו בשנת 2011 וגדלו להיקף של 200 אנשים. בשנת 2012, הם ייצרו את מסך המגע הגרפן הקיבולי הראשון בעולם'. בשנתיים האחרונות, הם גם השתמשו ביעילות קרינת החום הגבוהה של סרטי גרפן כדי לפתח בגדים שניתן לחמם. כיווני המחקר והפיתוח שלהם כוללים גם חומרים מרוכבים של גרפן, תאים סולאריים וחיישנים לבישים. עם זאת, הוא הודה שלמוצרים הללו אין למעשה קשר רב עם גרפן.

שוק ההון הוא שטעם את המתיקות מוקדם יותר מאשר פארקים תעשייתיים, מכוני מחקר מדעיים, אוניברסיטאות ומפעלים. נתונים רלוונטיים מראים שבסך הכל 60 חברות רשומות בשנגחאי ושנג'ן מחזיקות בעסקי הגרפן שלהן. באמצע אוגוסט 2015, Del Home Furnishings, הממוקמת בג'יאנגסו, הודיעה על השקעתה בסוללות גרפן סופר ליתיום ופרויקטים נוספים. לאחר עריכת התוכנית של" הגדלת ההכנסה השנתית ב-2.8 מיליארד יואן והרווח הנקי השנתי ב-450 מיליון יואן", החברה הזו הדביקה את ה-& quot; מחיר המניה של חברה עם הרעיון של"סוללת גרפן" נראה שהיה על רקטה, עם עלייה של 158.4% יותר מחודשיים.

הדרך למסחור תעשייתי היא ארוכה

& quot;ביישום המקומי של גרפן, למעשה אין הרבה חברות שעושות גרפן בפועל. רבות מהן הן חברות שנהגו לעשות חומרי פחמן כמו גרפיט, או אפילו חברות לגמרי לא קשורות שמשתמשות בדגל של גרפן, או ספקולציות במניות, או נלחמות על זה. קרנות לאומיות, אין כמעט חברות שבאמת מייצרות גרפן ובאמת יכולות להרוויח כסף." אמר ג'ו הונגוויי, פרופסור במרכז מכניקת מיקרו-ננו של בית הספר למדעים והנדסת חומרים, אוניברסיטת טסינגואה.

לדעתו של Liu Guanwei', לא רק הונאות גרפן מקומיות רבות, אלא גם הרבה הייפ על פרויקטים זרים. במאמר שלו שחקר סוללות גרפן, ליו גואנווי הצהיר כי"חברת Graphenano הספרדית עם סוללות גרפן" לא מצא מידע תקף בין אם מדובר בשלוש חברות הרכב הגרמניות שהתיימרו לשתף פעולה או באתר האינטרנט של משרד הפטנטים.

אז, מדוע הוא&המצופה quot;מלך החומרים החדשים" במחלוקת כל כך מביכה?

לפי הבנתו של הכתב', ישנן שלוש סיבות: מצד אחד, לא משנה אם מקומי או זר, אין שיטת סינתזה תעשייתית שנמצאה מבחינה טכנית להשגת גרפן גביש בודד בשטח גדול. מצד שני, שרשרת התעשייה במורד הזרם של גרפן עדיין לא נוצרה בשוק. הביקוש הגדול ביותר לגרפן הוא רק מכוני המחקר המדעיים והמעבדות הגדולות, וכמות גדולה של גרפן לא הוכנסה לפעולה תעשייתית.

כבר בשנת 2010, חוקרים מאוניברסיטת Sungkyunkwan בדרום קוריאה ומתאגיד Samsung ייצרו מסך תצוגה שקוף וגמיש המורכב מגרפן רב שכבתי ומצע יריעות פוליאסטר. באותו זמן, הונג בינגשי, פרופסור באוניברסיטת Sungkyunkwan והמחבר המקביל של המאמר, הציע שניתן להשתמש בשיטה שלהם לייצור תאים סולאריים מבוססי גרפן, חיישני מגע ותצוגות שטוחות. אבל הוא גם הודה בזמנו שזה מוקדם מדי לייצור ולמסחור בקנה מידה גדול - חמש שנים מאוחר יותר, השיטה של ​​Hong Bingxi' עדיין נשארה במעבדות של סמסונג ואוניברסיטת Sungkyunkwan בדרום קוריאה.

ההיבט האחרון הוא עלות הכנת הגרפן. בשל חוסר היכולת לייצר המוני, עלות הכנת הגרפן נותרה גבוהה, והעלות הגבוהה גם הפריעה לקצב התיעוש בשוק במורד הזרם. בעבר, מחיר הגרפן היה גבוה עד 5,000 יואן/גרם, שהיה יקר פי כמה מזהב."הבקבוק של משהו שאינו מפתיע יקר יותר מזהב. כמה גרמים של אבקת גרפן שווים מאות אלפי יואן. כשאנחנו טסים במטוס, מסיעים אותנו מספר אנשים מחשש להחרמה בבידוק הביטחוני." הסטארטאפים שנחקרו נהגו לתאר זאת כך.

בקנדה, גרפויד והאוניברסיטה הלאומית של סינגפור הקימו את מרכז מחקר הגרפן הגדול בעולם (NUS), והשיקו בסיס ייצור חדש באונטריו בשנת 2014. בסיס זה בשטח של 20,000 מ"ר מייצר בעיקר אבקת גרפן. באותו זמן, האחראי על החברה אמר שהם יכולים לייצר גרפן באיכות גבוהה במחיר נמוך. עם זאת, יותר משנה לאחר מכן, לא היו חדשות חדשות מהבסיס הזה.

לכן, בעיקר בעיות טכניות הן שבאמת מעכבות את היישום בקנה מידה גדול של גרפן. ביניהם, פיתוח שיטות סינתטיות עקביות וניתנות לשחזור עבור גרפן בעלות נמוכה, בקנה מידה גדול ואיכותי הוא הקושי הגדול ביותר.

דבר מעניין שאנשים מכירים הוא שאנדרה גאים השתמש בסקוטש כדי להשיג גרפן. אבל מה שאנשים לא יודעים הוא שלגרפן המתקבל בשיטה זו יש גודל קטן, בדרך כלל בין 10 מיקרון ל-100 מיקרון, ויש לו את החסרונות של תשואה נמוכה ועלות גבוהה, ואינו יכול לעמוד בדרישות של תיעוש וייצור בקנה מידה גדול.

מאוחר יותר, שיטת הפחתת תחמוצת הגרפיט היא אחת השיטות הנפוצות ביותר להכנת גרפן. עם זאת, בשיטה זו משיגים בעיקר אבקת גרפן, בעלת פגמים רבים ותכונות חשמליות ומכניות גרועות. יש צורך בחומצה גופרתית מרוכזת כדי לחמצן גרפיט, שהיא בעיה קשה בטיפול בפסולת תעשייתית.

מאז, אנשים חשבו שאין צורך להשתמש בגרפיט להכנת גרפן, אלא צריך רק לנסות לגרום לאטומי פחמן ליצור סרט דק. שקיעת אדים כימית (CVD) נוצרה. שיטה זו מכניסה גזים כגון אתילן או אצטילן לתא תגובה כדי לפרק את הגזים הללו בטמפרטורה גבוהה. לאחר הקירור, אטומי פחמן מופקדים על פני המצע ליצירת גרפן. . למרות ש-CVD יכול לעמוד בדרישות לייצור גרפן בקנה מידה גדול ואיכותי בקנה מידה גדול, הבעיה היא שבשל עלותו הגבוהה והתהליך המורכב, היישום של שיטה זו בייצור גרפן מוגבל.

בשל ההבדל העצום בשיטות ההכנה, המחיר של אבקת גרפן וסרט CVD שונה גם הוא באלפי מונים. לדוגמה, 1 גרם של אבקת גרפן עולה רק פחות מ-10 יואן, בעוד שמטר מרובע של סרט גרפן עולה עשרות עד מאות יואן, ומשקלו הוא למעשה פחות מ-1 מ"ג.

ישנה שיטה עיקרית נוספת-שיטת הפשטת ממס. מכיוון שכל תהליך הפילינג בשלב הנוזל אינו מציג פגמים על פני השטח של הגרפן, הוא מספק אפשרויות יישום רחבות ליישומיו בתחומי המיקרו-אלקטרוניקה, חומרים מרוכבים רב-תכליתיים וכו'. החיסרון הוא גם שהתשואה נמוכה מאוד.

לכן, מבחינה יישומית, הגרפן נמצא כיום בשלב מספרי סיפורים בארץ ובחו"ל." בנוסף, הסטנדרטים התעשייתיים הנוכחיים לגודל, אחידות ואמינות של גרפן באלקטרוניקה לצרכן טרם נקבעו, כך שהשימוש בפועל בגרפן באלקטרוניקה לצרכן טרם הוכח." Zhu Hongwei מאמין שגרפיט נכון לעכשיו, ene יכול לייצר מכשירים בקנה מידה קטן במעבדה, אך לא ניתן להבטיח את איכות הייצור ההמוני והאינטגרציה."לפחות אין עדיין תקווה."

למעשה, אפילו לגאים עצמו יש הסתייגויות מהמסחור הנוכחי של הגרפן. גאים מאמין שגרפן הוא יסוד שהניע את הפיתוח של מגוון רחב יותר של חומרים דו מימדיים. אבל עבור גרפן, מנקודת המבט של הפיזיקה, הוא הגיע לצוואר בקבוק, ואם לא תהיה פריצת דרך גדולה יותר בעתיד, קשה לבצע שיפורים נוספים.

מזכרות של פיתוח גרפן

2004: אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב השיגו גרפן בשיטת הפשטה מכנית פשוטה של ​​סרט. השניים זכו בפרס נובל לפיזיקה ב-2010.

דצמבר 2009: מכון המחקר פוג'יטסו של יפן' הודיע ​​על השימוש המוצלח שלו בגרפן לייצור טרנזיסטורים.

פברואר 2010: IBM פיתחה Graphene FET (טרנזיסטור אפקט שדה).

יוני 2010: סמסונג ופרופסור Sumio Iijima מאוניברסיטת Sungkyunkwan בדרום קוריאה השתמשו בגרפן לייצור אלקטרודות שקופות גמישות.

ינואר 2012: Jiangnan Graphene Research Institute, 2D Carbon וחברות אחרות הודיעו כי הן פיתחו במשותף את מסך המגע הקיבולי הגרפן הראשון בעולם' לטלפונים ניידים.

אוגוסט 2012: נוקיה חשפה שמחלקת ה-R&D שלה עובדת על חיישנים פוטואלקטריים של גרפן.

ספטמבר 2012: סוני הודיעה שהיא פיתחה תהליך גליל לגלגול לייצור גרפן.

ינואר 2013: מחקר צ'ונגצ'ינג של האקדמיה הסינית למדעים

מדוע גרפן הפך להונאה בסין?

עם זאת, למרות שסיכויי היישום של גרפן הופכים יותר ויותר מבטיחים, הצהרה אחרת לגמרי היא גם קטגורית: גרפן הוא הונאה בסין.

במרץ 2015 הכריז מכון צ'ונגצ'ינג לטכנולוגיה ירוקה וחכמה של האקדמיה הסינית למדעים על השקת טלפון נייד גרפן בשם"GALAX SETTLERα". לפי הפרסום דאז, העברת האור שלו הגיעה ל-97%, קצב הטעינה של הטלפון הנייד הוגדל ב-40%, וחיי הסוללה בהארכת 50%, צפיפות האנרגיה של הסוללה עולה גם היא ב-10 %. מכיוון שהוא קשור לגרפן, למרות שהטלפון הזה שווה רק לתצורה של אלף יואן, המחיר יכול להגיע עד 2,499 יואן.

שמונה חודשים לאחר מכן, למרות ההכרזה על אצווה ראשונה של 30,000 יחידות של טלפון גרפן זה, הוא לא נמכר בשוק.

אבל אנשים יכולים לקנות מגוון מוצרי גרפן אחרים. לדוגמה, Shengquan Group, חברה רשומה ב-New OTC Market, השיקה לשוק גרביים ותחתונים מגרפן. לפי הפרסום של החברה, הם הוסיפו גרפן ביומסה"התחממות פנימית" סיבים למוצר, שהוא סיב מרוכב רב תכליתי אינטליגנטי חדש לגמרי, בעל יכולת להפעיל תאי חיסון, להגן מפני קרניים אולטרה סגולות, לשפר את המיקרו-סירקולציה, תכונות אנטיבקטריאליות ואנטיבקטריאליות, מגבירות חום ומגבירות שמש, וזה יכול גם להפיג ריח."

לפי הפרסום של החברה, הם פחסו גבעולי צמחים כדי להפיק גרפן, תוך שימוש במוליכות העל של הגרפן כחומר גלם לייצור בגדים. הם גם מתכננים להשיק חזייה חכמה המודדת שינויים עדינים בטמפרטורת החזה של נשים באמצעות חיישן מובנה כדי למנוע ביעילות גידולים וסרטן השד. הם גם מתכננים ליישם אותם על מדי צבא. נכון לעכשיו, מוצרי הגרפן האלה הם יקרים, המחיר של זוג גרביים. עבור יותר מ-50 יואן, מחיר זוג תחתונים קרוב ל-300 יואן, מחיר חגורת גרפן קרוב ל-600 יואן, והבגדים שיוצרים חום נמכרים ביותר מ-1700 יואן.

& quot;בשנים האחרונות, כאשר ננו-חומרים עברו הייפ, היה הרבה הייפ לגבי הרעיון של'nano+' בסין. הפעם, הרעיון של'גרפן' אותו הדבר. מוצרי גרפן רבים הם הונאה." מנהיג הפרויקט הלאומי 863, מדען חומרים, Said Qi Lu, פרופסור בבית הספר לכימיה והנדסה מולקולרית של אוניברסיטת פקינג. בשל תרומתה לחומרים ואנרגיה חדשים, Qilu ידועה גם כמייסדת הראשית של חומרי הקתודה של סוללת ליתיום קובלט וליתיום מנגנט של ארצי'.

לפי הבנתו של הכתב'גרפן מחולק כיום לשני סוגים: גרפן סרט דק מונואטומי ואבקת גרפן. ההכנה של הראשונים משתמשת בעיקר בגזים המכילים פחמן כמו מתאן ואצטילן כחומרי גלם ומסונתזת על ידי שקיעת אדים כימית, שאין לה שום קשר עם גרפיט או קש.

אבקת גרפן מתקבלת מגרפיט טבעי, מחומצנת על ידי חומצה מרוכזת וחומר מחמצן חזק, ולאחר מכן מופחתת על ידי טיפול בחום התפשטות. באשר לגרפן המופק מקש, נאמר ש-15 חתולים של קלחי תירס יכולים לחלץ חתול אחד של גרפן. נראה שאנשים רבים בתעשייה אינם מוכרים.

מלבד תחתוני הגרפן ההונאה הברורים, ה-& quot;סוללות הגרפן" ו-& quot;סוללות ליתיום גרפן" שמכוני מחקר וחברות רבים מעוניינים לפתח מואשמים גם הם בשקרים.

כיום, הנוהג של יישום גרפן בתחום הסוללות הוא בדרך כלל להוסיף חומרי גרפן לאלקטרודות החיוביות והשליליות של סוללות ליתיום."גישה זו היא ללא ספק מטעה." לאחרונה, חוקר האינטרנט של Tsinghua Energy Liu Guanwei שאל את"סוללת הגרפן" מאמר באינטרנט.

במאמר זה שכותרתו"The Legendary"סוללת גרפן" טכנולוגיה, האם זה שקר גדול?" במאמר, ליו גואנווי נתן מבט ברור מההתחלה:

הטכנולוגיה של"סוללת גרפן" קרוב לבלתי קיים. גרפן יכול רק להגביר את קצב הטעינה והפריקה בתיאוריה, אבל זה לא עוזר להגדיל את הקיבולת (אנרגיה). אנשים שהולכים להתאכזב), משמעות הגימיק גדולה בהרבה מהערך המעשי.

לדברי Liu Guanwei, על פי המינוח האלקטרוכימי הקלאסי, סוללות הליתיום-יון המשמשות בסמארטפונים כלליים צריכות לקבל את השם"lithium cobalt oxide-graphite." זה נקרא"סוללת ליתיום יון" כי ליתיום יון משחק בו תפקיד מרכזי."למען האמת, לגרפן יש רק תפקיד עזר בסוללה, ולכן לא ניתן לקרוא ישירות לסוללה המשתמשת בגרפן'סוללת גרפן'."

לדעת Liu Guanwei' רק גרפן משמש כתוסף מוליך" בסוללות ליתיום שבעצם נכנסה לשוק עכשיו. אבל אפילו היישום של"תוספים" נחקר.

גרפן יכול לשמש כחומר מוליך כדי לקדם טעינה ופריקה מהירה של סוללות ליתיום. בתיאוריה, זה יכול לשפר את ביצועי הקצב. עם זאת, אם תהליך הפיזור אינו במקום והערבוב אינו אחיד, הכל טירה בשמיים. בנוסף, ישנם חומרים רבים ואיכותיים ולא יקרים. יש להשתמש בגרפן היקר."

הכתב שם לב שדעותיו של ליו גואנווי' הוכרו על ידי מומחים בכירים רבים בתעשייה, כולל ג'אנג יואנבו, קילו, פרופסור לו הונגבין מהמחלקה למדעי הפולימרים של אוניברסיטת פודן ופרופסור יואן גואוהאי מהמחלקה לכימיה יישומית של בית הספר להנדסה כימית של המכון הטכנולוגי חרבין.

& quot;מי יכול להמציא את הנתונים עד עכשיו? מישהו עשה סוללה כזו?" Qilu גם מאמין כי" האלקטרודות החיוביות והשליליות של סוללות ליתיום הן שתיהן מבנים שכבות, כך שבתנאים חיצוניים מסוימים, היא יוצרת הגירה מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית. גרפן הוא מבנה טבעת אטומי פחמן חד-שכבתי, אשר נקבע על פי התכונות הכימיות והפיזיקליות שלו ולא יהווה חומר נפרד אלקטרודה שלילית עבור סוללות ליתיום."

אנשים רבים מבזבזים את חייהם בשביל זה?

לגבי הספקות של מומחים בתעשייה, כמזכ"ל ה-& quot;China Graphene Industry Technology Innovation Strategic Alliance", לי Yichun אמר:"למרות שהתעשייה שנויה במחלוקת, מדעית וטכנולוגית חדשנות, הכל יכול לקרות. כמה מומחים מאמינים שזה בלתי אפשרי. הכל הושג, וכמה מומחים שרירותיים מדי, אבל אנחנו חייבים להיות ראש פתוח."

עד כה, אי אפשר לדעת את הפנים האמיתיות של סוללת ליתיום גרפן, המובילה בעולם&של צ'ינגדאו". התגובה של Huawei היא"יש מחקר על גרפן, אבל זה לא ימוסחר כל כך מהר." בתור המכון לקרמיקה של שנחאי, האקדמיה הסינית למדעים המנהיג של"Graphene Super Electric Vehicle Battery" צוות, ההגנה של Huang Fuqiang' היא ש-& quot;כולם יסיקו מסקנות שונות מזוויות שונות, אבל המהות זהה."

למעשה, אפילו אנדרה גאים, שזכה בפרס נובל בשנת 2010 על גילוי הגרפן, לא יכול להבין את הגרפן המטורף הנוכחי בסין. בסוף אוקטובר 2015, כשגיים השתתף בתערוכת מוצרי גרפן שהתקיימה בצ'ינגדאו, הוא התעלם מפניו של המארח והבהיר ש"מוצרי יישומים רבים כולל סוללות גרפן עלולים להיות חשודים בהייפ כיום".

ביום שבו השתתף גאים בפגישה, ה-& quot;2015 Global Graphene Industry Research Report" פורסם לראשונה על ידי China Graphene Industry Technology Innovation Strategic Alliance, אשר הראה כי סין לא רק מדורגת במקום הראשון בעולם במספר המאמרים שפורסמו על גרפן בסוף 2012, ומספר הפטנטים עלה במהירות. שלוש השנים האחרונות.

עם זאת, גאים גם ציין בראיון לתקשורת הסינית כי מחצית מהמחקר על מאמרי גרפן רבים שפורסמו יימחק. מצד שני, פטנטים רבים, במיוחד אלו המיוצרים על ידי אוניברסיטאות, של-90% מהם אין ערך, 99% מהפטנטים יהפכו בסופו של דבר לפסולים, וגם תחזוקה של הפטנטים הללו תעלה הרבה כסף, והרבה אנשים מבזבזים את עצמם. חיים בשביל זה.

& quot;למרות שסין נמצאת במקום הראשון בעולם מבחינת מספר מאמרי הגרפן שפורסמו, מכוני מחקר מדעיים רבים אינם יודעים מה התעשייה רוצה, ובולטת בעיית הניתוק בין מחקר מדעי ליישום." קאנג פיייו, דיקן בית הספר לתארים מתקדמים של אוניברסיטת צ'ינגהואה באוניברסיטת צ'ינג'ו ומומחה לחומרי פחמן הצהיר בפומבי.

הספקות האלה לא עוצרים את הקצב של מתרגלי גרפן סיניים. ב-16 בינואר קיים פארק התעשייה המדע והטכנולוגיה Changzhou West Taihu טקס חתימה על פרויקטים של גרפן, ו-21 פרויקטים של גרפן התיישבו ביחד בצ'אנגג'ואו. ליו ז'יפנג, מזכיר ועדת העבודה של המפלגה של פארק התעשייה המדע והטכנולוגיה של צ'אנגג'ואו ווסט טאיהו, אמר שתעשיית הגרפן של צ'אנגג'ואו' מתקדמת לעבר המטרה של"יצירת עשרות מיליארדי תעשיות מיוחדות ."

ישנם פארקי תעשייה רבים של גרפן כמו צ'אנגג'ואו בסין. על פי הבנתו של הכתב', פארקים תעשייתיים בקנה מידה גדול של גרפן נוצרו בצ'ונגצ'ינג, וושי, צ'ינגדאו, טאנגשאן ובמקומות אחרים. ועוד פארקי תעשייה של גרפן צפויים לפרוח ב-2016.

בצ'אנגג'ואו, מקורב של 2D Carbon Technology Co., Ltd אמר לכתבים שהם הוקמו בצ'אנגג'ואו בשנת 2011 וגדלו להיקף של 200 אנשים. בשנת 2012, הם ייצרו את מסך המגע הגרפן הקיבולי הראשון בעולם'. בשנתיים האחרונות, הם גם השתמשו ביעילות קרינת החום הגבוהה של סרטי גרפן כדי לפתח בגדים שניתן לחמם. כיווני המחקר והפיתוח שלהם כוללים גם חומרים מרוכבים של גרפן, תאים סולאריים וחיישנים לבישים. עם זאת, הוא הודה שלמוצרים הללו אין למעשה קשר רב עם גרפן.

שוק ההון הוא שטעם את המתיקות מוקדם יותר מאשר פארקים תעשייתיים, מכוני מחקר מדעיים, אוניברסיטאות ומפעלים. נתונים רלוונטיים מראים שבסך הכל 60 חברות רשומות בשנגחאי ושנג'ן מחזיקות בעסקי הגרפן שלהן. באמצע אוגוסט 2015, Del Home Furnishings, הממוקמת בג'יאנגסו, הודיעה על השקעתה בסוללות גרפן סופר ליתיום ופרויקטים נוספים. לאחר עריכת התוכנית של" הגדלת ההכנסה השנתית ב-2.8 מיליארד יואן והרווח הנקי השנתי ב-450 מיליון יואן", החברה הזו הדביקה את ה-& quot; מחיר המניה של חברה עם הרעיון של"סוללת גרפן" נראה שהיה על רקטה, עם עלייה של 158.4% יותר מחודשיים.

הדרך למסחור תעשייתי היא ארוכה

& quot;ביישום המקומי של גרפן, למעשה אין הרבה חברות שעושות גרפן בפועל. רבות מהן הן חברות שנהגו לעשות חומרי פחמן כמו גרפיט, או אפילו חברות לגמרי לא קשורות שמשתמשות בדגל של גרפן, או ספקולציות במניות, או נלחמות על זה. קרנות לאומיות, אין כמעט חברות שבאמת מייצרות גרפן ובאמת יכולות להרוויח כסף." אמר ג'ו הונגוויי, פרופסור במרכז מכניקת מיקרו-ננו של בית הספר למדעים והנדסת חומרים, אוניברסיטת טסינגואה.

לדעתו של Liu Guanwei', לא רק הונאות גרפן מקומיות רבות, אלא גם הרבה הייפ על פרויקטים זרים. במאמר שלו שחקר סוללות גרפן, ליו גואנווי הצהיר כי"חברת Graphenano הספרדית עם סוללות גרפן" לא מצא מידע תקף בין אם מדובר בשלוש חברות הרכב הגרמניות שהתיימרו לשתף פעולה או באתר האינטרנט של משרד הפטנטים.

אז, מדוע הוא&המצופה quot;מלך החומרים החדשים" במחלוקת כל כך מביכה?

לפי הבנתו של הכתב', ישנן שלוש סיבות: מצד אחד, לא משנה אם מקומי או זר, אין שיטת סינתזה תעשייתית שנמצאה מבחינה טכנית להשגת גרפן גביש בודד בשטח גדול. מצד שני, שרשרת התעשייה במורד הזרם של גרפן עדיין לא נוצרה בשוק. הביקוש הגדול ביותר לגרפן הוא רק מכוני המחקר המדעיים והמעבדות הגדולות, וכמות גדולה של גרפן לא הוכנסה לפעולה תעשייתית.

כבר בשנת 2010, חוקרים מאוניברסיטת Sungkyunkwan בדרום קוריאה ומתאגיד Samsung ייצרו מסך תצוגה שקוף וגמיש המורכב מגרפן רב שכבתי ומצע יריעות פוליאסטר. באותו זמן, הונג בינגשי, פרופסור באוניברסיטת Sungkyunkwan והמחבר המקביל של המאמר, הציע שניתן להשתמש בשיטה שלהם לייצור תאים סולאריים מבוססי גרפן, חיישני מגע ותצוגות שטוחות. אבל הוא גם הודה בזמנו שזה מוקדם מדי לייצור ולמסחור בקנה מידה גדול - חמש שנים מאוחר יותר, השיטה של ​​Hong Bingxi' עדיין נשארה במעבדות של סמסונג ואוניברסיטת Sungkyunkwan בדרום קוריאה.

ההיבט האחרון הוא עלות הכנת הגרפן. בשל חוסר היכולת לייצר המוני, עלות הכנת הגרפן נותרה גבוהה, והעלות הגבוהה גם הפריעה לקצב התיעוש בשוק במורד הזרם. בעבר, מחיר הגרפן היה גבוה עד 5,000 יואן/גרם, שהיה יקר פי כמה מזהב."הבקבוק של משהו שאינו מפתיע יקר יותר מזהב. כמה גרמים של אבקת גרפן שווים מאות אלפי יואן. כשאנחנו טסים במטוס, מסיעים אותנו מספר אנשים מחשש להחרמה בבידוק הביטחוני." הסטארטאפים שנחקרו נהגו לתאר זאת כך.

בקנדה, גרפויד והאוניברסיטה הלאומית של סינגפור הקימו את מרכז מחקר הגרפן הגדול בעולם (NUS), והשיקו בסיס ייצור חדש באונטריו בשנת 2014. בסיס זה בשטח של 20,000 מ"ר מייצר בעיקר אבקת גרפן. באותו זמן, האחראי על החברה אמר שהם יכולים לייצר גרפן באיכות גבוהה במחיר נמוך. עם זאת, יותר משנה לאחר מכן, לא היו חדשות חדשות מהבסיס הזה.

לכן, בעיקר בעיות טכניות הן שבאמת מעכבות את היישום בקנה מידה גדול של גרפן. ביניהם, פיתוח שיטות סינתטיות עקביות וניתנות לשחזור עבור גרפן בעלות נמוכה, בקנה מידה גדול ואיכותי הוא הקושי הגדול ביותר.

דבר מעניין שאנשים מכירים הוא שאנדרה גאים השתמש בסקוטש כדי להשיג גרפן. אבל מה שאנשים לא יודעים הוא שלגרפן המתקבל בשיטה זו יש גודל קטן, בדרך כלל בין 10 מיקרון ל-100 מיקרון, ויש לו את החסרונות של תשואה נמוכה ועלות גבוהה, ואינו יכול לעמוד בדרישות של תיעוש וייצור בקנה מידה גדול.

מאוחר יותר, שיטת הפחתת תחמוצת הגרפיט היא אחת השיטות הנפוצות ביותר להכנת גרפן. עם זאת, בשיטה זו משיגים בעיקר אבקת גרפן, בעלת פגמים רבים ותכונות חשמליות ומכניות גרועות. יש צורך בחומצה גופרתית מרוכזת כדי לחמצן גרפיט, שהיא בעיה קשה בטיפול בפסולת תעשייתית.

מאז, אנשים חשבו שאין צורך להשתמש בגרפיט להכנת גרפן, אלא צריך רק לנסות לגרום לאטומי פחמן ליצור סרט דק. שקיעת אדים כימית (CVD) נוצרה. שיטה זו מכניסה גזים כגון אתילן או אצטילן לתא תגובה כדי לפרק את הגזים הללו בטמפרטורה גבוהה. לאחר הקירור, אטומי פחמן מופקדים על פני המצע ליצירת גרפן. . למרות ש-CVD יכול לעמוד בדרישות לייצור גרפן בקנה מידה גדול ואיכותי בקנה מידה גדול, הבעיה היא שבשל עלותו הגבוהה והתהליך המורכב, היישום של שיטה זו בייצור גרפן מוגבל.

בשל ההבדל העצום בשיטות ההכנה, המחיר של אבקת גרפן וסרט CVD שונה גם הוא באלפי מונים. לדוגמה, 1 גרם של אבקת גרפן עולה רק פחות מ-10 יואן, בעוד שמטר מרובע של סרט גרפן עולה עשרות עד מאות יואן, ומשקלו הוא למעשה פחות מ-1 מ"ג.

ישנה שיטה עיקרית נוספת-שיטת הפשטת ממס. מכיוון שכל תהליך הפילינג בשלב הנוזל אינו מציג פגמים על פני השטח של הגרפן, הוא מספק אפשרויות יישום רחבות ליישומיו בתחומי המיקרו-אלקטרוניקה, חומרים מרוכבים רב-תכליתיים וכו'. החיסרון הוא גם שהתשואה נמוכה מאוד.

לכן, מבחינה יישומית, הגרפן נמצא כיום בשלב מספרי סיפורים בארץ ובחו"ל." בנוסף, הסטנדרטים התעשייתיים הנוכחיים לגודל, אחידות ואמינות של גרפן באלקטרוניקה לצרכן טרם נקבעו, כך שהשימוש בפועל בגרפן באלקטרוניקה לצרכן טרם הוכח." Zhu Hongwei מאמין שגרפיט נכון לעכשיו, ene יכול לייצר מכשירים בקנה מידה קטן במעבדה, אך לא ניתן להבטיח את איכות הייצור ההמוני והאינטגרציה."לפחות אין עדיין תקווה."

למעשה, אפילו לגאים עצמו יש הסתייגויות מהמסחור הנוכחי של הגרפן. גאים מאמין שגרפן הוא יסוד שהניע את הפיתוח של מגוון רחב יותר של חומרים דו מימדיים. אבל עבור גרפן, מנקודת המבט של הפיזיקה, הוא הגיע לצוואר בקבוק, ואם לא תהיה פריצת דרך גדולה יותר בעתיד, קשה לבצע שיפורים נוספים.

מזכרות של פיתוח גרפן

2004: אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב השיגו גרפן בשיטת הפשטה מכנית פשוטה של ​​סרט. השניים זכו בפרס נובל לפיזיקה ב-2010.

דצמבר 2009: מכון המחקר פוג'יטסו של יפן' הודיע ​​על השימוש המוצלח שלו בגרפן לייצור טרנזיסטורים.

פברואר 2010: IBM פיתחה Graphene FET (טרנזיסטור אפקט שדה).

יוני 2010: סמסונג ופרופסור Sumio Iijima מאוניברסיטת Sungkyunkwan בדרום קוריאה השתמשו בגרפן לייצור אלקטרודות שקופות גמישות.

ינואר 2012: Jiangnan Graphene Research Institute, 2D Carbon וחברות אחרות הודיעו כי הן פיתחו במשותף את מסך המגע הקיבולי הגרפן הראשון בעולם' לטלפונים ניידים.

אוגוסט 2012: נוקיה חשפה שמחלקת ה-R&D שלה עובדת על חיישנים פוטואלקטריים של גרפן.

ספטמבר 2012: סוני הודיעה שהיא פיתחה תהליך גליל לגלגול לייצור גרפן.

ינואר 2013: מחקר צ'ונגצ'ינג של האקדמיה הסינית למדעים