工信部等八部门联合印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》

为加快构建新一代信息技术与新能源等增长引擎,深化新型储能供给侧结构性改革,工业和信息化部、国家发展改革委等八部门近日联合印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》,以加速完善产业体系,培育3—5家生态主导型企业,显著增强产品性能,持续拓展应用领域,培育发展新动能为目标,引导新型储能制造业高端化、智能化、绿色化发展。
  立足产业发展趋势,《行动方案》突出引导产业健康有序发展、坚持创新引领、供给侧和应用端有效衔接、国际国内协同发展。
一是引导产业健康有序发展。在产业布局、技术创新、国际合作等多方面充分考虑产业可持续发展因素,提出防止低水平重复建设,加强行业规范管理,研究建立以强制性标准为基础的储能电池产品安全推荐目录。
二是坚持创新引领。提出面向多时间尺度、多应用场景需求,加快新型储能本体技术多元化发展,提升技术水平、丰富产品供给体系,加快新产品新模式的应用推广。
三是注重供给侧和应用端有效衔接。基于电子信息技术和新能源消纳需求融合创新的时代背景,加强部门间工作协同,从推进电源和电网侧储能应用、拓展工商业储能多元应用两方面发力,助力提升新能源存储、输配和终端应用能力。
四是支持国际国内协同发展。推动建立互利共赢的产业链供应链合作体系,鼓励国际新型储能企业和机构在华设立研发中心、生产基地。

新型储能制造业高质量发展行动方案

  新型储能制造业是为新型储能提供能量存储、信息处理、安全控制等产品的制造业的总称,以新型电池等蓄能产品和各类新型储能技术为主要领域,也包括电源管理芯片、电力电子器件、热管理和能量控制系统等环节。新型储能制造业作为电子信息制造业的新兴领域,是现代化产业体系的重要组成部分,也是加快制造强国建设、推动新能源高效开发利用的基础支撑。为构建新一代信息技术与新能源等增长引擎,推动新型储能制造业高质量发展,制定本行动方案。
一、总体要求

  以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实党的二十大和二十届二中、三中全会精神,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,扎实推动新型储能制造业高质量发展,把深化新型储能供给侧结构性改革与扩大内需有机结合,统筹高质量发展和高水平安全,推动科技创新和产业创新融合,为建设现代化产业体系和新型能源体系提供强大动能。
  坚持有效市场与有为政府相结合,健全产业政策体系,创新行业管理方式,加快建设全国统一大市场,形成统筹全局、协调各方、相互补充的发展格局。坚持有效供给与扩大需求相结合,推动因地制宜多元化发展,减少低水平重复建设,提高资源配置和利用效率,释放新型储能市场发展潜力。坚持巩固优势与开拓创新相结合,巩固新型储能关键技术、应用生态等优势,强化颠覆性技术创新和关键共性技术发展,推动科技成果转化,积蓄创新发展动能。坚持以我为主与国际合作相结合,推动高水平科技自立自强,保障产业链供应链安全稳定,积极参与国际合作,以更高水平的开放深度融入全球新能源产业发展格局。
  到2027年,我国新型储能制造业全链条国际竞争优势凸显,优势企业梯队进一步壮大,产业创新力和综合竞争力显著提升,实现高端化、智能化、绿色化发展。
  ——产业体系加速完善。新型储能制造业规模和下游需求基本匹配,培育生态主导型企业3—5家。产业主体集中、区域集聚格局基本形成,产业集群和生态体系不断完善。产业链供应链韧性显著增强,标准体系和市场机制更加健全。
  ——产品性能显著增强。高安全、高可靠、高能效、长寿命、经济可行的新型储能产品和技术供给能力持续增强,新型储能系统能量转化效率显著提高。热滥用和过充电不起火、不爆炸,全生命周期安全水平加快提升。
  ——应用领域持续拓展。新型储能产品与技术多元化水平进一步提高,更好满足电力、工业、能源、交通、建筑、通信、农业等多领域应用需求,为推动能源革命、实现碳达峰碳中和提供坚实物质保障。
二、实施新型储能技术创新行动

  (一)发展多元化新型储能本体技术
  面向中短时、长时电能存储等多时间尺度、多应用场景需求,加快新型储能本体技术多元化发展,提升新型储能产品及技术安全可靠性、经济可行性和能量转化效率。加快锂电池等成熟技术迭代升级,支持颠覆性技术创新,提升高端产品供给能力。推动超级电容器、铅碳电池、钠电池、液流电池等工程化和应用技术攻关。发展压缩空气等长时储能技术,加快提升技术经济性和系统能量转换效率。适度超前布局氢储能等超长时储能技术,鼓励结合应用需求开发多类型混合储能技术,支持新体系电池、智能电池、储热储冷及新型物理储能等前瞻技术基础研究。
 
专栏1 新型储能本体产品及技术
 
锂电池。面向新型储能应用需求,加快长寿命高容量先进活性材料技术、高效补锂技术攻关,发展高附加值辅材产品,重点布局大容量高安全储能电池、高功率电池、全生命周期高能效电池、储能用固态电池、全气候低衰减长寿命电池、高一致性电池系统等先进储能型锂电池产品。

钠电池。研发高性能硬碳、筛分型碳等负极材料及高容量正极材料,聚焦长寿命、高比能、宽温域、高功率发展方向,推动大规模钠电池储能系统集成及应用技术攻关,服务新型电力系统建设。

液流电池。开展液流电池电堆、双极板、电解液、离子交换膜等关键材料技术攻关,提升液流电池能量效率、系统可靠性、全生命周期经济性。

超级电容器。支持高电压电解液、高导电石墨烯、高性能隔膜等新型材料技术创新,开展高能量密度电极材料、电极制备、高效预嵌锂等技术攻关,发展高比能、高安全、长寿命超级电容器。

铅碳电池。开展新型复合材料板栅、高导电性多孔炭材料等技术攻关,支持低铅含量、高比能、长寿命铅碳电池产品研发。

飞轮储能。提升高速旋转环境下轴承可靠性、承载力,突破高强度、低密度、长寿命转子材料技术。

压缩空气储能。研发大流量高效压缩机,提升大膨胀比、高可靠透平膨胀机供给能力,布局大容量、高密封性储气设施、高效储热装备、新工质低阻高效换热器,提高能量转化效率。

其他技术。前瞻布局开发水系锌离子电池、水系铁镍电池、镁离子电池、熔融盐铝电池、镍氢电池等新体系电化学储能技术。推动储热、储冷等新型物理储能技术装备研发及产业化突破。

 (二)突破高效集成和智慧调控技术
  推动新型储能与新一代信息技术深度融合,通过对系统能量流和信息流的经济配置、功能优化运行、逻辑有效衔接,实现储能系统高效集成和精准调控,提升新型储能产品智能化水平。聚焦系统结构设计、精细化电池管理、高效热管理和能量管理、辅助设备集成、高性能预制舱等技术开展集中攻关,提高先进功率半导体、智能传感器、电源管理芯片、大功率高效变流器等关键核心器件与部件供给能力。面向大规模新能源消纳和源网荷储一体化需求,推动新型储能集群协同控制、分布式储能聚合控制等技术创新。
专栏2 高效系统集成和智能调控产品及技术

先进结构设计。支持储能电池模块化开发,鼓励高效率结构创新,发展紧凑可靠的低阻抗高效连接技术,推动智能组串、高压直流等集成技术创新,提升大型储能系统集成效率。

精细化电池管理。发展系统级主动均衡技术,探索基于端边云架构的先进储能系统高效高精度管理技术。围绕大规模储能系统开展高精度智能传感技术攻关,开发适用于储能电池管理系统的功能安全及信息安全设计与评估技术。

高性能变流器。面向1500V以上高电压应用需求,开展高能效、高能量利用率高压级联技术攻关。突破变流器极端工况过载能力支撑技术、构网和跟网控制高效切换技术,加快电池管理系统、变流器控制系统和设备级能量管理系统一体化设计技术开发,提升新型储能电站有功、无功支撑能力。

高效热管理。围绕提升电池热性能感知和预测精度,研发液体冷却、相变材料冷却、热管冷却等多种高效先进热管理技术,突破结构紧凑、导热性能优异的热管理结构设计技术。

智能化能量管理。突破基于指令跟踪、平滑出力等多种模式的调度策略优化技术、多设备协同优化控制和构网控制技术。开发储能调节能力评估与智能调度决策系统。建设面向区域电网综合应用的分布式储能资源协同聚合调控平台。

高性能器件和预制舱。研发新型储能系统用小型化高精度高可靠性智能传感器、耐高温耐高压低损耗IGBT器件,支持新型电力电子器件及驱动控制关键技术和标准化高强度预制舱技术攻关。

 (三)攻关全生命周期多维度安全技术
  围绕新型储能系统生产制造、运行维护、回收利用全生命周期,构建本征安全、主动预警、高效防护、安全应用等多维度技术体系。加强新型储能各技术路线热失控及燃烧爆炸失效机理研究,突破储能电池本征安全与控制技术,支持基于数字孪生和人工智能技术开展新型储能安全预警技术攻关。开展多元新型储能技术热蔓延机理研究,推动新型储能单元、系统、电站多尺度消防技术创新,实现电池模块级精准消防。加快新型储能产品健康状态在线评估等技术推广应用,探索建立新型储能产品安全分级评价技术体系。
专栏3 生命周期多维度安全产品及技术

本征安全技术。围绕提升储能电池环境适应性和热稳定性,开发强热稳定性正极和低膨胀负极材料、高强度耐高温隔膜、温敏性阻燃材料等先进高安全材料,突破压力容器全生命周期安全技术,支持锂电池、钠电池固态化发展,提升本征安全性能。

主动安全预警技术。发展基于电压、温度、荷电状态、变化率等运行关键参数智能传感器,结合先进算法开发高精度储能系统安全故障预判和诊断技术、储能电池热失控预警技术、储能电池状态和残值评估技术及相关验证技术。

高效安全防护技术。聚焦热蔓延抑制目标,开发高效清洁抗复燃灭火介质,单体和模组间热传导阻隔技术,高效环保冷却及灭火设备。

安全性能评估技术。提升新型储能系统、分级安全管理优化技术,研发全工况模拟及安全可靠性试验技术、新型储能系统全生命周期安全态势智能评估技术、新型储能产品加速老化测试技术。

三、实施产业协同发展推进行动

  (四)科学谋划产业布局
  加强锂电池等产能监测预警,防范盲目投资和无序发展风险。组织开展新型储能制造业发展战略研究,引导企业把握发展节奏,结合区域内产业基础、市场需求等情况,合理制定产业发展目标,有序部署产业规模。引导储能电池及关键材料企业向可再生能源富集、矿产资源充足、运输条件便利、基础设施完善、应用场景丰富的区域聚集。支持长三角、京津冀、粤港澳大湾区、成渝地区、呼包鄂地区、海峡两岸融合发展示范区等地聚焦新型储能领域,培育发展先进制造业集群,加快构建战略引领、创新驱动、专业赋能的产业发展格局。
  (五)引导优化供需关系
  着力科学有序扩大有效需求,顺应新型电力系统发展趋势,结合新能源消纳利用和电力系统安全可靠、经济合理等因素,系统性确定新型储能需求,推动实现需求牵引供给、供给保障和创造需求的高效联动发展。引导上下游稳定预期,完善配套体系,支持产业链上下游企业加强供需对接,推动形成产业链融通发展的协同联动机制,积极创新商业模式。引导各地区科学有序布局新型储能制造项目,依托研究机构开展行业运行监测预警,防止低水平重复建设。
  (六)加强资源保障利用
  加大对国内锂、钴、镍等矿产资源的找矿支持力度,科学有序投放矿业权,增强国内资源保障能力。指导国内企业多元、有序、协同布局海外资源项目,降低资源开发运输成本。在防范风险前提下,支持企业加强对外投资合作,提升海外矿产开发供给能力。鼓励生产企业做好产品全生命周期管理,加强产品绿色设计,提升产品易回收、易利用性。在满足产品性能要求前提下,支持生产企业使用再生原料。
  (七)培育产业优质企业
  鼓励新型储能产业链上下游企业强强联合,构建龙头带动、重点攻坚、梯队协同、链群互动的产业集群发展格局。加快培育一批牵引能力强,辐射带动广、集群效应大的生态主导型企业,充分发挥行业带动作用引领产业生态集聚。培育一批专精特新“小巨人”、制造业单项冠军和高新技术企业,建设一批绿色工厂、绿色供应链管理企业,引导重点企业做强差异化、特色化长板。
四、实施产业转型升级发展行动

  (八)提高安全生产能力
  坚持底线思维,从本质安全、生产安全、储存安全、使用安全、处置安全、回收安全等多维度提升新型储能制造业安全水平。压实企业主体责任,做好安全隐患排查整改工作,落实安全生产责任延伸制,引导企业开展安全生产标准化建设,开展新型储能产品质量监督,推动新型储能制造业安全与质量提升。鼓励企业和电站强化安全隐患点监测预警,完善应急预案,细化指令线条和内容,制定完善专业人员培训考核制度,提升风险预警和应急处置能力。
  (九)坚持绿色低碳发展
  支持新型储能上下游企业优化用能结构,提升能源资源利用效率,在制造端扩大可再生能源使用比例。研究制定全产业链能耗计量、碳排放核算评价规范,研究建立储能电池“护照”制度,加快建设新型储能产品溯源管理体系和碳足迹认证体系,推动与国际规则互通互认。
  (十)提升智能制造水平
  推动区块链、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术在新型储能制造业广泛应用。加快智能工厂建设,鼓励新型储能产品生产制造以及系统集成关键工序数字化改造,应用机器视觉、超声、红外热成像等在线检测技术优化质量管控系统。提升各类新型储能产品原材料生产、包装等环节的自动化水平。支持制造企业延伸服务链条,发展服务型制造新模式。
五、实施示范应用场景拓展行动

  (十一)推进电源和电网侧储能应用
  积极鼓励探索火电合理配置新型储能,支持开展新型储能配合调峰、调频等多场景应用。推动新能源集成新型储能和智能化调控手段建设友好型新能源电站。针对沙漠、戈壁、荒漠等新能源富集且本地消纳能力较低的地区,支持新型储能支撑可再生能源大规模消纳。加快推进共享储能,提升储能对电力系统的辅助服务能力。鼓励新型储能以独立储能主体参与电力市场。加快推动构网型储能应用,提升新型储能对电力系统稳定运行支持能力,加快在土地资源紧张或偏远地区推广替代型储能,减轻输变电投资压力,提升电网末端供电能力。
  (十二)拓展用户侧储能多元应用
  面向数据中心、智算中心、通信基站、工业园区、工商业企业、公路服务区等对供电可靠性、电能质量要求高和用电量大的用户,推动配置新型储能。支持具备条件的工业企业、园区建设工业绿色微电网,积极推进新型储能技术产品在工业领域应用。鼓励城镇供热合理配置新型储能。依托“光储充换检”综合性充换电站建设,发挥新型储能在车网互动等新模式中的支撑作用。推动“光伏+储能”系统在城市照明、交通信号、农业农村、公共广播、“智慧车棚”等公共基础设施融合应用,鼓励构建微型离网储能系统。发展个性化、定制化家用储能产品。
六、实施产业生态体系完善行动

  (十三)提升标准体系支撑水平
  推动新型储能技术创新与标准化相互支撑、协同发展。支持开展新型储能标准体系建设,落实《国家锂电池产业标准体系建设指南》和《新型储能标准体系建设指南》,加强钠电池、固态电池、液流电池等新型储能技术标准布局,加快新型储能产品安全与循环寿命、配套关键材料与部件、生产设备、关键检测方法、绿色低碳、回收和综合利用等标准制定。加快建立新型储能电池安全风险评估体系,分级分类制定储能电池标准,加大安全类强制性国家标准实施力度。强化新型储能电池标准体系与现有电力储能系统标准体系的有效衔接。
  (十四)加强知识产权保护运用
  引导我国新型储能企业提高知识产权创造质量,针对关键材料、储能电池、电力电子器件等重点环节加强知识产权信息利用,开展专利导航分析,加快培育布局一批原创型、基础型高价值专利,提升标准必要专利相关能力。引导行业完善知识产权市场化运营体系,支持建设新型储能相关产业知识产权运营中心,开展高价值专利产业化服务,鼓励新型储能领域探索专利池等运营模式,协同提升知识产权风险防控水平,推进产业强链增效。研究支持专利和标准协同发展创新机制,加强知识产权保护,禁止滥用知识产权排除、限制竞争行为。
  (十五)强化创新服务平台建设
  支持新型储能领域科技创新平台基地建设。推动锂电池行业规范管理等公共服务平台建设,提升公共服务供给能力,推动新型储能电池全链条信息的数字化、网络化、智能化及透明化管理,支持构建行业运行分析、监测预警等机制。鼓励建设新型储能产品检测认证平台,开展产品分析、评价、应用验证等服务。
七、实施贸易投资合作提升行动

  (十六)巩固拓展出口优势
  探索将加强新型储能领域国际合作纳入共建“一带一路”“金砖国家”等合作机制框架,加强与相关国家资源战略、政策、标准等对接,积极推动建立互利共赢的产业链供应链合作体系。高质量实施已生效的自由贸易协定,支持企业充分利用自由贸易协定的优惠安排。鼓励行业组织、智库机构建设公共服务平台,及时跟踪新型储能领域相关国家市场准入、环境保护等政策法规,举办贸易投资相关培训,系统提升企业国际化发展能力。充分发挥国内行业组织和境外中资企业商(协)会协调、自律作用,防范出口领域恶意竞争,共同维护中国品牌良好形象。
  (十七)支持高质量“引进来”
  鼓励高校、企业和科研院所通过学术会议、联合攻关、人才交流等多种形式开展前瞻技术交流和先进技术引进,支持举办世界级新型储能大会,搭建具有国际影响力的新型储能行业交流平台。鼓励国际新型储能企业和机构在华设立研发中心、生产基地。吸引外资金融机构对华投资,强化与国际性经贸组织、行业商协会、专业投资机构高效互动,建立完善市场化、常态化合作对接机制。
  (十八)推动高水平“走出去”
  支持新型储能企业有序开展国际化布局,研究海外布局指引,引导企业制定因地制宜的出海战略和布局方式。在“一带一路”合作倡议下,支持企业联合开拓国际市场。深入推进新型储能国际标准交流合作,提升新型储能标准国际化水平,积极参与新型储能国际标准制修订,在全球产业生态建设中发挥引领作用。
八、保障措施

  (十九)强化统筹协调
  加强产业发展整体规划布局和运行监测,推进产业创新转型升级和健康有序发展。积极探索央地联动和区域协同发展模式,引导各地区因地制宜推进产业合理布局,鼓励地方出台支持新型储能制造业技术进步和转型升级发展的专项政策。建设政府与企业共同参与的质量监督体系,研究建立以强制性国家标准为基础的储能电池产品安全推荐目录。
  (二十)加大政策支持
  统筹利用中央及地方相关政策资源,支持新型储能关键技术攻关,开展多场景新型储能应用试点示范。在储能产品运输等环节为企业提供便利化服务。发挥国家产融合作平台作用,用好绿色金融工具,鼓励保险机构围绕新型储能电站开发保险产品。
  (二十一)规范行业秩序
  规范地方招商引资法规制度,推动建立全国统一大市场。加强锂电池行业规范管理,落实新型储能企业产品质量主体责任,健全质量管理体系,加强新型储能产品质量监督。加强对专利侵权、市场垄断等违法违规行为的预防和惩治,化解行业“内卷”现象,维护健康公平市场环境。鼓励第三方机构、行业组织等积极发挥监督作用,建立正向引导市场的合作机制。
  (二十二)加快人才引育
  强化新型储能制造业领域产教融合,进一步发挥产教融合平台作用,鼓励企业深度参与人才培养和教育教学环节,做实做优做强产业学院、现场工程师学院。因产办学、因需施教,助推产业需求与学生所学同频共振。培养与“吸纳”相结合增加国际型产业人才供给,协调构建高端人才培养网络,促进人才差异化合理布局,促进人才等要素跨区域有序流动。

信息来源:工信微报

天津大学研发可控手性石墨烯卷为自旋电子学开辟新路径

中新网天津2月25日电 (记者 孙玲玲)记者25日从天津大学获悉,日前,该校胡文平教授、雷圣宾教授、李奇峰教授和沈永涛副教授联合团队开发了一种名为“石蜡辅助浸入法”的新技术,成功制备出具有可控手性的石墨烯卷,为二维材料的手性调控及其在自旋电子学领域的应用提供了全新思路。这一突破性进展不仅为材料科学领域注入了新活力,也为未来量子计算和自旋电子器件的发展奠定了坚实基础。相关成果已发表于国际权威期刊《自然·材料》。

手性石墨烯卷的形成示意图。(天津大学供图)
据了解,手性是指物体与其镜像不能完全重合的特性,就像我们的左手和右手一样。手性在自然界中无处不在,从分子到材料,手性结构往往表现出独特的光学、电子和化学性质。例如,许多药物分子因其手性不同而具有截然不同的生物活性。在材料科学领域,手性材料的开发对于推动光学器件、自旋电子学和量子计算等前沿技术的发展具有重要意义。
石墨烯作为一种经典的二维材料,因其高电导率、优异的机械强度和化学稳定性,一直是材料科学研究的焦点。然而,石墨烯本身是无手性的。近年来,科学家们尝试通过卷曲等方式将手性引入石墨烯和其他二维材料中,以探索其潜在的新特性和应用。然而,如何在二维材料中精确引入手性仍然是一个巨大的挑战。目前,能够实现手性自旋电子学功能的二维材料非常有限,且缺乏普适的制备方法。
天津大学研究团队针对这一难题开发了一种名为“石蜡辅助浸入法”的新技术,能够以可控的角度卷曲石墨烯,从而制备出具有特定手性的石墨烯卷。这种方法不仅适用于石墨烯,还可以推广到其他二维材料中,实现高产量生产。
“这项研究成果不仅为非手性二维材料的手性调控提供了一种通用方法,还为探索量子行为和开发室温自旋电子技术开辟了新的方向。”团队雷圣宾教授介绍,“未来,这项技术有望在自旋电子器件、量子计算、光学器件、材料科学等领域实现超越传统碳材料的独特功能,也为自旋电子学和量子技术的发展注入了新的活力。(完)

将石墨烯加入铜,出现前所未有的电气性能,石墨烯铜基复合材料突破性进展!

石墨烯作为铜基复合材料的理想增强相,近年来在提升材料性能及工业化应用方面取得了显著进展。一种全新的高电导率石墨烯铜基复合材料开始在线缆行业推广,已经有高速裸线工厂在验证其性能,其设计理论是石墨烯+铜,具有高导电率(57-59 MS/M)和高稳定性,而石墨烯的电导率高达100 MS/M,LTDF石墨烯的电导率比铜高出近70%,因此,以铜为基体、以石墨烯为增强相,制得的高导电性、高导热性、超高强度及电磁屏蔽性能优良的“超级铜”正越来越受到科研界和产业界的青睐。最新石墨烯铜基复合材料突破性进展,美国能源部太平洋西北国家实验室(PNNL)的一个研究团队将石墨烯这种碳基材料添加到电铜中,发现它能够在不降低电导率的情况下,减少金属的电阻温度系数,这一成果有望带来电气效率的提升。

电阻温度系数解释了为什么铜线在通电时会发热,它是金属导电性的一个重要影响因素。如果金属温度过高,其导电性通常会降低。这一发现是在科学家们多年研究如何通过添加其他材料来增加金属导电性,尤其是在高温环境下取得的,这也颠覆了关于金属作为导体行为的传统科学认知。

铜(Cu)因其优良的导电性能被广泛应用于电机、发电机、建筑电线、充电器、变压器和电气接触等领域。随着对电气化和能源效率要求的提高,需要开发出比现有铜合金(如C10100和C11000)具有更高电性能的材料。来自PNNL的科学家们在《Materials & Design》杂志上发表的研究成果显示,通过剪切辅助加工和挤出(ShAPE)技术制造的铜-石墨烯复合材料,在电性能上取得了显著提升。具体而言,添加18ppm的石墨烯能够使C11000合金的电阻温度系数(TCR)降低近11%,研究人员发现,这一降低并没有减少材料在室温下的电导率。“我们证明了片状和团簇必须同时存在,才能制造出更适合高温运行的更好导体。”PNNL 的材料科学家、参与该研究的 Kappagantula 说。

图:(a)摩擦系数(CoF)随滑动时间的变化;(b)仅铜和铜-石墨烯(Cu-Gr)原料箔的磨损深度随磨损宽度的变化,这些原料箔用于制造各种ShAPE铜-石墨烯复合材料

图:(a)电阻温度系数(TCR)和(b)ShAPE仅铜及铜-石墨烯(Cu-Gr,简称CuG)复合材料的电导率随石墨烯(Gr)含量的变化

图:铜-石墨烯半挤出区域的表征(a)逆极图、图像质量图和核平均误取向图(从左至右),这些图来自插图中光学图像中标记为矩形的区域;(b)逆极图、图像质量图和核平均误取向图(从左至右),这些图来自插图中光学图像中标记为矩形的区域。请注意,在铜-石墨烯样品中,晶粒尺寸和CSL边界浓度从角落到中心的增加,这与纯铜挤出物相比呈现出相反的趋势。
例如,在电动机和发电机的核心部分,使用的是盘绕的铜线。如今的电机被设计为在有限的温度范围内运行,因为当它们过热时,电导率会显著下降。由于这种复合材料可以降低电阻温度系数,电动机现在有可能在更高温度下运行而不失去导电性。
图:来自铜-石墨烯挤出物的透射电子显微镜(TEM)和原子探针断层扫描(APT)结果:(a-b)来自铜的扫描透射电子显微镜(STEM)图像,显示铜晶粒中富含碳(C)的纳米区域沿111晶面排列。(b)APT结果进一步证实了基体中碳的富集。(c)二维成分图显示铜基体中局部碳(约8%原子比)的富集。在特定晶面(可能是111晶面)上的明显排列与TEM观察结果一致

另一个潜在的用例是将电力输送到家庭和企业的输电线路,这些线路通常由铜制成。使用这种复合材料制成的电线可以在全球城市对电力需求增加的情况下提供更高的效率。

研究人员计划继续定制铜 – 石墨烯材料,同时测试厚度约为美国一分钱硬币,即 1.5 毫米的用该材料制成的电线。在实验中,他们将测量其他关键属性,如强度、疲劳、腐蚀和耐磨性,以测试其在工业应用中的可行性。

来源:公众号·线缆行业朋友圈分享

CGIA:关于征集2025年度石墨烯标准新项目的通知

各会员单位及相关单位:

石墨烯材料凭借其优异的光学、电学、热学、力学性质以及超大比表面积、层状可滑动结构等结构特性,在电子器件、新能源、复合材料、大健康医疗和国防军工等众领域展现出可喜的应用价值。一批石墨烯应用产品实现了市场突破,在重要装备、重大工程、环境治理、节能减排以及标志性民生产品领域得到了市场化应用。

产业发展,标准先行。中关村华清石墨烯产业技术创新联盟致力于石墨烯等纳米新材料团体标准的创制工作,现已成为国内石墨烯领域开展标准化工作最早、参与人数最多、最具行业影响力的团体标准组织。为推动石墨烯产业高质量发展,建立健全石墨烯标准体系,现面向社会征集2025年石墨烯相关标准新项目。具体事项通知如下:

一、征集范围

1.石墨烯材料相关标准。围绕石墨烯材料的特性参数表征方法、制备工艺、材料规范、绿色制造等。

2.石墨烯应用产品相关标准。围绕石墨烯在各应用领域的产品建立产品标准、关键性能参数检测方法、应用指南、绿色制造等。

3.石墨烯企业评价相关标准。围绕企业的创新、品牌、信用等建立相关评价标准。

二、申报要求

1.申报主体:具备技术研发、检测验证及产业应用基础的相关单位或个人,鼓励产学研用联合申报。

2.申报材料:需提交《2025年度石墨烯标准新项目申报书》(格式见附件,扫描下方二维码下载)。

3.申报项目应具有一定的创新性和先进性,能反映石墨烯领域的最新技术进展和发展方向。

三、申报流程

1.本申报常年有效。请申报单位将申报材料电子版发送standard@c-gia.org。邮件主题请注明“2025年度石墨烯标准新项目申报-[申报单位名称] – [项目名称]”。纸质材料加盖公章后寄送至联盟办公室。

2.审查:联盟将对申报材料进行形式审查。通过形式审查的项目,联盟将按照《中关村华清石墨烯产业技术创新联盟团体标准管理办法》进行立项评审,立项后按程序组织制定。

四、联系方式

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

标准评价部:戎老师 李老师

联 系 电 话:13681575663 13691342491

电 子 邮 箱:standard@c-gia.org

地     址:北京市通州区北苑万达广场A座504

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

2025年2月20日

CGIA:关于征集在家电领域可应用的新技术、新材料的通知

20各相关企业、科研机构:

为加速石墨烯等新材料在家电领域的创新应用,推动家电产业的技术革新与升级,中关村华清石墨烯产业技术创新联盟(简称华清石墨烯联盟)于2024年底正式成立“石墨烯家电技术合作工作组”。该工作组由广东美的厨房电器制造有限公司担任组长单位,致力于推动石墨烯等新材料在家电领域的创新应用。

石墨烯材料作为一种具有优异性能的新型材料,在提高能效、降低碳排放、新型功能涂层、高性能电加热技术等领域展现出巨大潜力。本次征集活动旨在汇聚行业内外的技术资源,搭建产学研用协同创新平台,助力家电行业和石墨烯等新材料高质量发展。

一、征集范围

(一)提高能效技术

  1. 高效电机技术:优化电机设计与材料选择,提升电机效率,降低能耗。
  2. 智能控制系统:利用人工智能和物联网技术实现家电的智能调控与能效优化。
  3. 新型热传导技术:通过改进热传导材料和结构设计,提升家电的热效率和运行稳定性。

(二)降低碳排放技术 

  1. 绿色环保制冷剂:研发新型环保制冷剂,减少温室气体排放。
  2. 节能设计方案:从产品设计源头优化能源利用效率,降低碳足迹。
  3. 可再生能源应用技术:探索太阳能、风能等可再生能源在家电产品中的应用。

(三)新型功能涂层技术 

  1. 抗菌涂层:利用石墨烯材料的抗菌特性,提升家电产品的卫生安全性能。
  2. 自清洁涂层:通过超疏水或光催化材料实现家电表面的自清洁功能。
  3. 防腐蚀涂层:延长家电产品的使用寿命,特别是在潮湿或腐蚀性环境中使用的产品。

(四)高性能电加热技术

  1. 快速升温材料:利用石墨烯材料的高导热性实现家电产品的快速加热功能。
  2. 精准控温技术:通过石墨烯材料的温度敏感特性实现精准温度控制。
  3. 高效节能技术:优化电加热系统的能量转换效率,降低能耗。

(五)其他

  1. 其他旨在增强家电产品性能、开发创新功能或优化现有功能的先进技术和新材料均属于本次征集范畴。

二、参与价值与机会

(一)技术合作与资源共享  

参与企业或科研机构将有机会与美的公司等龙头企业建立合作关系,共享技术资源和市场渠道。

(二)降低碳排放技术

成功入选的技术方案将有机会通过美的公司的产品线实现市场化推广,快速进入消费市场并提升品牌影响力。

(三)技术研发支持

美的公司在家电领域拥有丰富的研发经验和资源,参与者可以借助其技术支持加速技术的产业化进程。

(四)政策与资金支持

石墨烯产业作为国家重点支持的战略新兴产业,参与者可能有机会共同申请相关科研基金和技术改造专项资金。

三、参与条件与注意事项

(一)技术要求 

  1. 提交的技术方案需具备较高的创新性和实用性,能够解决当前家电行业的痛点问题。
  2. 技术方案需经过初步验证,具备一定的成熟度和可推广性。

(二)企业要求

  1. 具有专业研发团队以及坚实研究基础,在技术上拥有持续迭代升级的能力。
  2. 满足团体标准 T/CGIA005 – 2022《石墨烯材料开发与制造能力等级评价》中开发能力达到 II 级及以上,或制造能力达到 B 级及以上的企业,将被优先考虑入选。
  3. 联盟会员企业在同等条件下享有优先入选资格。

(三)提交资料要求 

  1. 技术资料:简要阐述技术原理、性能指标及技术优势等内容。
  2. 产品资料:提供产品规格、应用案例、市场反馈等关键信息;如有产品实物或样品,可一并提供。
  3. 企业/机构资料:包括营业执照副本、科研机构资质证明、团队介绍及详细联系方式等。

(四)时间节点

  1. 《家电新技术和新材料征集表》详见附件,征集表提交截止时间为2025年4月30日。
  2. 请各单位发送邮件时,将标题统一命名为:家电新技术和新材料征集表 – 单位名称 。
  3. 初步筛选后,符合条件的企业将受邀参加2025年5月的美的家电技术对接会。

(五)联系方式

  1. 联系人:戴石锋/ 戎青辉
  2. 联系电话:13811062632 / 13681575663
  3. 邮箱地址:standard@c-gia.org

附件:家电新技术和新材料征集表.docx

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

2025年2月10日

“福见永安 山区状元”新型碳材料产业和汽车产业专场推介会在京成功举办

2月16日,“福见永安 山区状元”新型碳材料产业和汽车产业专场推介会在北京福建大厦成功举办。此次推介会旨在展示永安市在新型碳材料和汽车产业领域的最新发展成果,促进企业与科研机构之间交流合作。来自国内汽车产业、新型碳材料企业和高校科研院所的嘉宾代表出席会议,永安市委常委、统战部部长、三明埔岭汽车工业园区党工委书记张凤玺,永安市人民政府副市长龚祖清出席会议。

会议期间,汽车园介绍了永安新型碳材料产业和汽车产业的发展现状和前景。在专家报告会上,大家深入探讨了新型碳材料在未来的应用前景和技术挑战以及汽车产业的最新发展趋势和技术创新。

在项目成果推介环节,永安市凯纳新材料科技有限公司、中联环(永安)新材料科技有限公司、福建福迪车辆制造有限公司分别介绍了各自企业的技术需求和合作意向,展示了永安市在新型碳材料和汽车产业方面的技术实力和市场潜力。

此次推介会为永安市新型碳材料和汽车产业的发展提供了重要的交流平台,进一步推动了产学研合作,助力永安市在相关领域实现更大突破和发展。

 

首届全球石墨烯金融线上峰会在上海石墨烯大厦成功举办

2025年2月15日下午,首届全球石墨烯金融线上峰会在上海宝山区庙行科创中心石墨烯大厦成功举办。本次峰会由国家石墨烯应用产业技术创新战略联盟主办,旨在搭建石墨烯产业与金融资本之间的桥梁,促进双方的深入了解和合作,展示石墨烯领域的前沿科技及其与金融创新的结合,推动石墨烯产业的健康快速发展,并加强国际合作,提升中国石墨烯产业的国际影响力。

峰会由国家石墨烯联盟秘书长兼大健康专委会秘书长张若昕女士主持。在开幕式上,国家石墨烯联盟执行理事长陈少宇先生发表了《石墨烯·再出发》欢迎辞,他强调了石墨烯产业与金融资本融合的重要性,并对本次峰会的成功举办表示热烈祝贺。

随后,国家石墨烯联盟名誉理事长蔡世尊博士带来了题为《石墨烯产业的金融支持与未来展望》的演讲,深入分析金融资本如何助力石墨烯产业的创新发展,并深入浅出的列举了多个案例。

紧接着,国家石墨烯联盟理事长赵猛博士发表了《RWA引爆石墨烯产业革命》的演讲,揭示了RWA为石墨烯产业带来的新发展机遇,以及如何通过资产数字化、融资创新、风险管理和市场拓展等手段推动石墨烯产业实现革命性变革。

国家石墨烯联盟副理事长赵建东先生也发表了题为《上档次上规模上效益,大平台大融合大未来》的演讲,深入分析了中国石墨烯产业的发展,推动石墨烯产业与金融资本的深度融合,实现产融双驱下的高质量发展。展望了石墨烯产业的广阔发展前景。

在峰会的高潮部分,蔡世尊博士与赵猛博士为国家石墨烯联盟RWA服务中心进行揭牌,这一环节标志着石墨烯RWA产业的又一重要里程碑。揭牌仪式不仅彰显了国家石墨烯联盟在推动石墨烯产业发展方面的决心和实力,也为石墨烯产业的未来发展注入了新的动力。

紧接着,国家石墨烯联盟执行理事长陈少宇先生与全球控股集团主席蔡世尊博士、大唐品牌咨询集团张若昕女士与小米谷仓集团代表鲜知余先生分别进行战略合作签约。华烯集团、上海推码、上海大唐、上海烯康疗、无锡瑞卓、温州亿德、海南酵老师、海南链谷、浙江鑫碳和浙江德业等企业代表纷纷上台与国家石墨烯联盟副秘书长、国家石墨烯联盟上海RWA服务中心执行主任曹馨馨女士签署了战略合作协议,同时入驻国家石墨烯联盟上海RWA企业家私董会进行孵化,全面推进技术创新、市场拓展及资本运作,共同开启石墨烯金融新篇章。

值得一提的是,峰会现场特别关注了企业资金问题,并通过积极有效的讨论与协商,成功解决了部分企业的资金链难题,为石墨烯产业的稳健前行扫清了障碍。本次峰会还见证了首届全球石墨烯金融线上峰会线上直播间的巨大成功,直播间内人气爆棚,观众反应热烈,互动频繁,反响空前。专业的见解和生动的讲解,吸引了大量关注石墨烯与金融产业的观众,进一步提升了峰会的影响力和关注度。

本次峰会得到了与会嘉宾的高度评价和积极参与,它不仅为石墨烯产业与金融资本的深度融合提供了至关重要的平台,也为推动石墨烯产业的健康快速发展奠定了坚实的基础。展望未来,国家石墨烯应用产业技术创新战略联盟将继续发挥其引领作用,不断加强国际合作与交流,推动石墨烯产业不断迈上新的台阶,开创更加辉煌的未来。

针尖增强拉曼TERS技术

作为一种非常重要的物理光学特性及分析技术,拉曼散射效应自二十世纪三十年代由印度物理学家拉曼爵士发现后,至今的研究历程已近百年。拉曼散射效应是通过激发样品中的分子振动来提供化学信息。在拉曼散射过程中,激光与样品相互作用,使得样品中的分子发生振动并散射出去的光子与入射激光的频率相差,这个差值就对应了分子的振动信息。

近年来,随着技术研究的不断深入,拉曼散射在表面化学、生物化学、纳米材料和能源等领域得到了广泛应用。同时,基于拉曼散射的新技术也层出不穷,如表面增强拉曼散射(SERS)共振增强拉曼散射针尖增强拉曼散射(TERS)等,这些技术在提高检测灵敏度和分辨率方面发挥了重要作用。

针尖增强拉曼散射技术是一种基于拉曼散射的高分辨率高灵敏度的光谱技术。TERS技术是将显微扫描探针系统拉曼散射效应相结合,利用金属针尖和衬底间所形成的高强度纳米腔等离激元场,获得高分辨光谱表征结果。相比传统的拉曼光谱技术,TERS可以实现纳米尺度的空间分辨率,同时提高光谱信号强度,使得纳米量级,甚至埃米量级的图像及化学键表征成为可能。
作为一种具有高灵敏度及高分辨率特性的拉曼散射技术,TERS技术可以实现单分子特性研究,并实时给予研究者图像及光谱反馈。在过去的二十年中,TERS技术得到了迅猛的发展,在生物学、材料科学、纳米科学等科研和教学领域得到了广泛的应用。
TERS 原理如上图所示,利用扫描探针显微镜将一根具有TERS 活性的针尖(通常是Au或Ag)逼近至样品表面非常近的距离(1nm左右),由于LSPR效应和避雷针效应,增强了针尖末端的光电场,从而增强针尖末端下方样品分子的拉曼信号。
石墨烯纳米片TERS 表征

石墨烯的表面增强拉曼表征

当一些分子吸附在特定的物质(如金和银)的表面时,分子的拉曼光谱信号强度会出现明显地增幅,我们把这种拉曼散射增强的现象称为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,简称SERS)效应。SERS技术克服了传统拉曼信号微弱的缺点,可以使拉曼强度增大几个数量级。当然想要得到很强的增强信号首先需要得到很好的基底。石墨烯作为一种新型二维超薄碳材料,易于吸附分子,可以说是天然的衬底。当某些分子吸附在石墨烯表面时,分子的拉曼信号会得到明显地增强。近年来,许多学者对此进行了研究[6,7,8],试验结果显示石墨烯不仅可以增强分子拉曼光谱信号,还可以有效地淬灭荧光分子的荧光背低,为分析检测提供了一个良好的平台。我们把这种拉曼增强效应称为石墨烯增强拉曼散射效应(GERS)。研究发现,单层石墨烯增强因子最大,可达17倍,随着层数的增多,增强因子逐渐降低。图揭示了单层石墨烯、金属银和罗丹明的协同增强SERS的稳定性。图5d为单层石墨烯在Ag基底上经过连续激光辐照(每次间隔8min)后的拉曼光谱图。

此外,针尖增强拉曼散射(TERS)的发展把SERS和原子力显微镜(AFM)的分析结合了起来。目标是真正实现拉曼分析的纳米尺寸空间分辨率。通过将AFM的针尖包覆活性金属或金属纳米粒子使其具有SERS活性,SERS增强效应将可能只发生在针尖附近很小的范围内,一般针尖都小于100nm,从而使其空间分辨率也小于100nm。目前TERS测量石墨烯已经获得了成功 ,但是不是所有样品都能得到很好的结果。这是由于TERS所取样品的分子数目相应地减少了几个数量级,虽然SERS的拉曼强度有所增强,但并不是所有样品最终的TERS强度能超过常规的拉曼信号。