石墨烯的应用前景无限广阔，虽然目前还停留在基础研究阶段，产业化局面还没有打开，产品没有形成普遍应用，但从科学预测的角度来看，这是一块不可忽视的重点领域。它可替代和解决传统锂电池充电速度慢、蓄电能力差、寿命短、污染等弊端，可解决电动汽车发展的关键难题，使新能源电动汽车蓬勃发展。再比如可以替代硅，制造未来新一代超级计算机;替代ITO透明导电薄膜，应用于触摸屏、柔性显示、太阳能电池等电子工业领域;还可应用于海水淡化、可降解塑料、散热膜、防腐涂层、生物材料、复合材料、平板电脑、手表日历、移动电话、光电探测器、石墨烯纸、石墨烯布以及航天军工、超轻防弹衣、超薄超轻飞机、超薄折叠手机等。
　　石墨烯创造的需求，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。从全球发展趋势来看，谁都不愿意丧失石墨烯发展带来的重大机遇。
　　尽管石墨烯在研究领域进行的如火如荼，在学术界、企业界和资本市场备受追捧，但如何大规模制备高质量、大尺寸、低成本的石墨烯是产业化亟待解决的问题。目前，制备石墨烯的技术工艺还不成熟，没有达到一致性的品质，而且成品面积都非常小，不能适应工业化应用。石墨烯整体还在研发阶段，各国对这个新兴材料正处于专利布局期，产业链还没有形成，对石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研机构的研究应用。
　　作为产业链下游应用企业，要想尽快实现石墨烯的产业化发展，必须通过技术创新和产学研协作，大力拓宽石墨烯的应用领域，建立一条完整的产业链。 具备产业化条件的石墨烯上下游企业共同打造有别于传统产业的千亿级新兴产业。开拓石墨烯的应用领域，我们可以从以下几个方面开展研究：①从石墨烯的存在形态去拓展产业化应用。例如，石墨烯微片适用于能源化工领域，包括锂离子电池、超级电容器、导热散热膜等。石墨烯薄膜则主要用于电子信息领域，包括触摸屏，太阳能电池透明电极。上述各个领域的技术难度以及对于石墨烯品质的要求各不相同，因此，石墨烯的应用拓展是一个循序渐进的过程。②对石墨烯产品有一个正确的定位。这就需要考虑使用石墨烯之后产品的生产制造成本，一般来说，石墨烯所应用到的领域必须是高附加值的产品，产品定位高端市场，才具有性价比，才有能力让企业的投资获得应有的回报。
　　2013年，宁波南车新能源科技在超级电容器的储能材料上遇到了瓶颈，现有的炭材料的电容量已接近极限，想要在能量密度上有所突破，必须采用新型储能材料。
　　与传统电容器相比，超级电容器可实现能量储存，可作为制动能量回收的储能装置，以地铁为例，其制动产生的再生能量回馈到电网中的比例占输入牵引能量的30%以上，但电网不具备储能功能，这部分回馈的能量通常是通过电阻消耗，产生热能向周围环境扩散，这部分能量白白浪费掉，还造成隧道和站台的温升，增加了站内空调系统的负担，造成更多的能源浪费，增加了地铁建设和运营成本，如果采用超级电容器作为制动能量的吸收利用装置，可以将这部分制动能量回收并存储起来，当需要使用的时候再释放，避免了能源的浪费和环境的污染。
　　由于石墨烯具有极高的理论比表面积，结构上属于独立存在的单层石墨晶体材料，故石墨烯片层的两边均可以富集电荷形成双电层，可以作为储能材料应用在超级电容器电极中，用于提高超级电容器的能量密度。且石墨烯片层所特有的褶皱以及叠加效果，可以形成的纳米孔道和纳米空穴，有利于电解液的扩散，因此可以降低电极内阻，提高超级电容器的功率密度。
　　行业内的权威人士对石墨烯这一新材料的产业应用还是相当谨慎的，因为石墨烯的制造成本非常高，国内未出现产业化动向，规模化供应和需求也没有形成，国内对于石墨烯的产业应用研究均停留在实验室阶段。
　　目前，我们已经完成石墨烯和活性炭、石墨烯和钛酸锂、石墨烯和锰酸锂等复合材料的第二批试验，也小批量的试制了部分样品，该批样品已完成了部分测试，性能指标确有明显提升。石墨烯的粘连作用能够形成相对较大的颗粒。在高速拌浆机的作用下，这种大的颗粒会发生破碎，石墨烯很可能也被撕裂成为更小的碎片，另外消除石墨烯/钛酸锂超级电容中赝电容和胀气现象也是需要解决的问题。由于预组装结构会被破坏，因此我们计划不再使用石墨烯对活性炭、钛酸锂等材料进行组装，而是采用其他的复合方式。
　　虽然现在仍有很多企业对石墨烯材料存有顾虑，短期内使用石墨烯的产品性价比的优势还不明显，但是随着终端市场的认可度逐步提高，石墨烯材料未来在超级电容器、锂电池、导电涂料等领域会有更广阔的应用前景。电极材料是超级电容器的关键材料，超级电容器的电极材料要求具有较高的比表面积、良好的导电性。石墨烯独特的结构赋予其高导电性、高比表面积、高比强度等许多优异的物理化学性质，因此也成为具有巨大应用前景的材料，科研人员正努力加强石墨烯在此领域的充分利用石墨烯的性能。未来可以利用石墨烯的高储能特性和优良的弯曲特性，将超级电容器向小型化、微型化发展，并且可根据器件形状，将超级电容器做成多种形状，适合多种器件的使用。
　　石墨烯规模化制备技术的突飞猛进预示着石墨烯产业大门已徐徐打开，但支持石墨烯产业化进程最关键的因素则是石墨烯应用领域的开拓。只有得到下游应用需求的支撑，石墨烯产业才能真正焕发出生命力与可持续性。在领域开拓上，石墨烯材料如何与具体产品产业结合是最核心的。要想解决石墨烯材料替代与推广应用时存在的问题，必须在保持材料自身优势的情况下，消除其在应用上的限制，实现思路和工艺两大方面的创新。以宁波南车为例，科研人员在将石墨烯应用到超级电容器的过程中，没有仅仅局限于将石墨烯作为增加电容量的添加剂，而是利用其优良的导电性，作为导电剂添加，可以节省导电炭黑的用量，节省出的空间可以填充更多的炭粉，间接的提高了电极的电容量。又如，工艺创新，石墨烯粉体材料很难在水性溶剂中分散，为了降低生产工艺难度，我们联合石墨烯供应厂家，共同开发出水溶性石墨烯，可以很方便我们的工艺人员进行拌浆操作。
　　近年来，石墨烯的研发与应用在国内外备受关注，但产业兴起绝不在朝夕之间。摆在我们面前的是全球75%的石墨资源拥有量，但产业的发展需要更多尝试与沉淀。由国内石墨烯领域众多学术专家、石墨烯生产厂商以及石墨烯下游应用企业组成的“石墨烯产业技术创新战略联盟”的成立则标志着石墨烯产业在我国的发展进入了一个全新的阶段。创新联盟结合我国工业基础，制定了中国石墨烯产业的发展路线图，并在专利、标准、国际合作和产业促进等方面进行了全方位的战略布局。作为联盟的常务理事单位，期望在创新联盟的大力推动下，能快速并持续地为石墨烯产业注入创新活力，创造经济价值，推动我国绿色高端新材料产业的稳步发展。将石墨烯产业打造成为中国自主创新与工业转型升级的一面旗帜。
　　阮殿波，作者系宁波南车新能源科技有限公司总工程师，超级电容研究所所长，原文《石墨烯产业：抓紧研发应用，不丧失任何机会》(源自千人智库，EWW141105CYX).