膨胀石墨的应用现状一 密封行业作密封材料2O世纪60年代后期,美国联碳公司用膨胀石墨制成密封材料,从而诞生了第二代密封材料。1971年美国洛克惠尔阀门工程设计中心为解决原子能阀门泄漏问题,对美国九家公司生产的l6种不同类型的密封填料在64个试验点进行对比试验,结果表明,膨胀石墨密封效果最佳。从此,美、日、法、德等发达国家进一步深入研究,促进了膨胀石墨密封材料的迅速发展,成为世界上一种新型高效节能密封材料。我国于1978年开始研制膨胀石墨及其制品,近几年发展速度也很快。由于具有质地柔软,压缩性和回弹性强等特点,因而作为密封材料在我国很快得到推广和应用,可以代替石棉、橡胶、聚四氟乙烯、金属等传统密封材料,能较理想地解决设备的跑冒滴漏问题,对于提高三大效益,尤其是环境效益,作用也越来越大。二 电池材料1 在普通的锌锰电池(干电池)中的应用普通的锌锰电池的电芯,目前使用的大多为本世纪德国、美国等使用的乙炔黑,其生产工序多、要求严、价格较昂贵、且导电性不够理想。利用高纯膨胀石墨代替乙炔黑作电极,其开路电压、短路电流、负荷电压均高于乙炔黑生产的电池,同时也改善了生产条件,降低了生产成本。2 在无汞高能电池中的应用膨胀石墨可以用在无汞高能电池—— 碱性氧化银高能电池中,此种电池的阴极材料是Ago或Ag O,但无论是Ago或Ag20均是弱导电性物质,用它作为阴极时必须加入适量的导电介质才可能使阴极具有适宜的导电特性。目前普遍使用的是在氧化银阴极材料中加入5% 一15% 的土状石墨作为导电介质。如果改用膨胀石墨,则与土状石墨相比,用量少导电性强且制成的电池具有更高的脉冲特性,电压可提高15% 一30%,其根本原因在于含膨胀石墨的氧化银阴极的层状结构中的内联键使石墨颗粒之间相互联系并遍布整个阴极,而含土状石墨的氧化银阴极中则无此层状结构。三 环保领域用作吸附材料1 在吸附重油等油类物质方面膨胀石墨可作为新型的吸附剂,其内部有许多网状的孔,表面积大,对于重油等石油产品有较强的吸附能力,其吸附量明显高于活性炭。有报道称,1g膨胀石墨可吸附80g以上的重油。1997年,日本福冈近海油轮泄漏,试用膨胀石墨取得了很好的效果。活性炭以中小孔为主而膨胀石墨以大孔为主,而重油的分子属于有机大分子,很难进入活性炭的中小孔中,同时由于重油的黏度较大在活性炭中很难扩散。相反膨胀石墨以中大孔为主,且大多呈连通状态,片层间的网络连通会更好。因此,重油分子很易进入并很快在其网络体系中进行扩散直至充满连通的内部孔。另外,膨胀石墨蠕虫与蠕虫之间相互齿合,形成的表面孔也较多,有利于大分子物质的吸附,表现出较大的吸附量,由此可解决油类、有机非极性物质等污染水造成的环境糟染问题,而这类问题正涉及江、海、湖泊及用水源的除污净化,是急待解决的问题。2 在对SO 等有害气体的吸收方面膨胀石墨对s0 气体也有明显的吸附作用,且高温状态的吸附效果更加显著。低温时(室温),膨胀石墨对s0 的吸附以物理吸附为主,此时靠石墨表面与s0:之间的范德华力作用产生吸附,吸附量随时间成光滑曲线增加并趋于饱和吸附值,高温(500~C)时吸附原因是石墨丌电子能量增加,化学吸附作用大为增加,所以高温时的吸附作用以化学吸附为主且吸附量较低温时大为增加,s0 是煤燃烧烟道气的主要成分,以膨胀石墨吸附SO:对解决日益严重的大气污染问题具有重要意义。4 在医药领域作敷料替代医用纱布膨胀石墨由于对有机、生物大分子的吸附特性,在生物医学材料上,清华大学等应用膨胀石墨制作医用敷料替代医用纱布,经过大量动物实验及一百多例临床实验,证明比传统纱布,具有吸附性强、创面引流完全、无刺激、不染黑、不吸收、不影响伤171愈合的特点,且有明显的抗感染、抑菌、消炎作用。目前这一科研成果已取得发明专利权,作为传统纱布的替代物具有一定优势。目前正在进一步深入的开展产业化研究和全面的临床实验。5 在其他方面的应用(1)钢铁工业:不同膨胀倍率的可膨胀石墨,是炼钢厂配制各种不同型号防氧保温发热剂的主要原料之一,对降低钢坯缩孑L切头率,提高钢锭的成材率有较显著的经济效果。(2)隔热隔音材料:可膨胀石墨膨胀容积大,可达350mL/g,并且化学性质稳定,氧化温度高,安全性好,是理想的隔热(保温)、隔音材料。(3)防火安全材料:利用可膨胀石墨遇温膨胀的特性。国外已于机舱座椅的夹层中添加部分可膨胀石墨,或将其制成防火密封条、防火包,可塑型防火堵料、阻火圈等。(4)屏蔽材料:膨胀石墨粉碎成微粉,对红外波有很好的散射吸收特性,是很好的红外屏蔽(隐身)材料,在现代战争的光电对抗中有重要作用,目前被广泛应用于国防科技中。(5)新型石墨发热材料:膨胀石墨板材具有良好的导电和导热性能、电热转换率在97% 以上,在换热方式一定条件下,发热体表面温度恒定,在控制温度范围内可随意设定不再升温。另外,利用其可产生远红外光谱的特性,在医疗保健方面也有应用,已成功的例子是某公司研制的保健床、保健枕等,用以治疗颈椎病、肩周炎、腰痛、软组织损伤、腰肌劳损等,总有效率达90% 以上。(6)催化材料:用于原子反应堆作催化剂。(7)在涂料上的应用:膨胀石墨的细颗粒加入到普通涂料中,可制得效果更好的阻燃防静电涂料。
康飞宇 邹麟 沈万慈 郑永平 盖国胜 任慧 顾家琳
(清华大学,材料科学与工程系,新型炭材料研究室,北京 100084)
摘要 石墨的碳原子层面间以范德华力结合,容易被外力打开而插入其他分子、原子,从而形成石墨层间化合物(GICs)。课题组通过控制GICs改性的氧化/插层过程,发明了优质低硫可膨胀石墨,膨胀容积大于160 mL/g,残硫量低于800×10-6;发明了MClx-GICs(M为过渡族金属)微粉用于电磁波吸收屏蔽材料,红外、激光完全遮蔽达15 min以上;通过控制插层/脱插过程,制备了高温膨胀石墨用于吸油材料,吸附重油量大于80 g/g,清理污水效果远优于活性炭;发明了低温脱插微膨石墨用于锂离子电池负极材料,可逆容量达370 mA·h/g,循环性能良好[1~20]。
关键词 石墨层间化合物;膨胀石墨;过程控制。
第一作者简介:康飞宇,男,工学博士,教授,主要从事天然石墨的深加工技术和多孔炭材料的研究。E-mail:。
一、引言
天然鳞片石墨具有优异的理化特性,在各个高技术领域、工业领域均有着广泛的应用前景。但天然鳞片石墨为片状的粉料,其形态、结构及性能难以满足不同科技领域的要求。本研究利用石墨层间化合物技术,将鳞片石墨原料改性为功能性石墨材料,控制氧化/插层及插层/脱插过程,获得优质的可膨胀石墨材料、多孔石墨材料、柔性石墨双极板材料、锂离子电池负极材料、电磁波吸收材料等。
石墨是典型的层状结构,由六角网状结构的碳原子平面叠合而成,在网状平面上,碳原子间为共价键和金属性大π键结合,为强键合,原子间距仅为,而碳原子平面间为范德华力的弱键合,层间距达,这种结构决定了石墨层间可以插入异类原子、分子、离子而形成各类石墨层间化合物(Graphite Intercalation Coumpounds,简称GICs)。GICs中应用最多的是受主型GICs,即插入物接受碳原子层的电子。GICs是非化学计量化合物,并且碳原子层及插入层物质保留着各自的结构,因此可以认为是一种纳米级的复合材料。由于层间的电子交换,GICs出现许多特殊的理化特性,如高导电性、催化性、选择吸附性等。因此GICs处理可提供石墨改性的多重可能性。本文阐述利用GICs技术处理中控制氧化/插层过程制备优质可膨胀石墨和电磁波吸收(隐身)材料;利用GICs的插层/脱插过程控制制备多孔石墨及锂离子电池负极材料。
二、石墨层间化合物改性技术
(一) H2O2-H2SO4共插层技术:合成低硫可膨胀石墨
受主型GICs的形成是一个氧化-插层过程,首先是[O](及其他氧化性物质)与石墨层的π电子作用,发生氧化,使层间距加大,引导插入剂进入石墨层间,实现插层。氧化过程是受主型GICs形成的一个控制环节,当插层剂本身氧化性不够时,插层反应十分缓慢甚至不能进行,此时为了保证GICs的形成,就要依靠附加的化学氧化剂或电化学阳极氧化来实现插层反应。
GICs材料目前在工业上应用量最大的是可膨胀石墨,它是制备柔性石墨及多孔石墨的主要原料。可膨胀石墨是以GICs的插层剂在高温快速加热时气化,使石墨GICs中产生巨大内压从而使石墨颗粒层间胀开,在C轴方向膨胀几十至几百倍而得到的产品。绝大多数GICs都具有可膨胀性,但综合考虑,采用硫酸插层的H2SO4-GICs用作可膨胀石墨最经济,所以工程上也称酸化石墨。
硫酸插层的可膨胀石墨的重要质量指标之一是其残硫含量,硫是有害元素,会影响到柔性石墨等后续产品的质量。决定残硫含量的是硫酸氧化-插层过程及插入量。普通可膨胀石墨900~1000℃膨胀后,残硫含量1300×10-6~2000×10-6。技术关键是降硫。根据GICs理论,一是利用氧化剂的共插层作用,减少H2SO4的插入,二是设计降低挥发分即残留插层的H2SO4量的方法来降硫。实际上氧化剂本身也是一种插层剂,与H2SO4是共同插入的关系,氧化性越强,共插入过程越强。氧化剂的强弱可由氧化剂的标准电极电位进行判定,如表1所示。
表1 不同氧化剂的标准电极电位
由表1可见,纯过氧化氢H2O2是强氧化剂。采用H2O2-H2SO4的插层系统,还可避免其他氧化剂系统对石墨及环境造成的氮氧化物、金属离子残留引起的二次污染。
这就需要加大氧化强度,提高H2O2的加入量。但是H2O2与H2SO4混合的强烈放热效应使H2O2部分分解,大于10%的加入量很难实现。
图1为挥发分(主要是残留H2SO4)与膨胀倍率、残硫量的关系图。普通膨胀石墨挥发分为10%~15%,如果控制在5%~10%之间,残硫就可降到800×10-6以下,膨胀容积大于160 mL/g。降低挥发分的关键是H2O2共插入,这样可以减少H2SO4的插入量。
图1 膨胀石墨挥发分与膨胀容积(1)、残硫量(2)的关系示意图
本研究根据GICs理论,利用氧化和插入的相互关系,设计出控温混合方法和装置,加大氧化强度,在H2O2-H2SO4体系中加入过量的双氧水,防止了H2SO4分解,成功地实现超量H2O2与H2SO4的均匀混合,使H2O2与H2SO4共插入,从而制备出合格的低硫优质可膨胀石墨,这一技术国内外尚未见报道。
在研究制备优质可膨胀石墨的过程中,还发明了电化学阳极氧化方法控制氧化/插入过程。电化学法不用氧化剂,而是将石墨置于电化学反应室阳极侧,利用阳极氧化作用促使H2SO4的插层反应。其优点在于通电即反应,断电即反应终止。可以用通断电及反应电压、电流、电量来控制氧化/插层过程,从而控制插入量,获得优质可膨胀石墨。而且应用电化学阳极氧化法还可以使用化学法无法插层的有机酸等插层剂,从而制备核能所需的超低硫、无硫可膨胀石墨。电化学阳极氧化法,国外有过报道,但因电化学反应的不均匀,没有工业应用。本研究的发明解决了关键技术,设计并制造了均匀电场的电化学反应器,实现了工业化生产(此项技术曾获1993年国家发明三等奖)。
(二) GICs的氧化-插层过程控制技术:合成石墨基电磁波吸收材料
本研究利用控制GICs的氧化-插层过程的技术,还开发了用作电磁波吸收(隐身)材料的MClx-GICs及复合膨胀石墨。根据测试结果,制备的GICs对红外波的质量消光系数比常用烟幕剂的质量消光系数大4倍至40倍。制备的复合膨胀石墨对雷达波的衰减远大于常规干扰剂。不同阶数氯化物GICs及不同比例混合氯化物GICs的制备正是利用本项目的氧化/插层过程控制技术实现的,以筛选最优消光性能的GICs。复合膨胀石墨的制备则是应用下述项目的插层/脱插过程控制技术,根据基本方程,引入火药的爆炸温度与时间参量进行动力学计算,得到膨胀效果参照选择与雷达波耦合的可膨胀石墨。应用这些技术,设计并制造了对红外、激光、雷达波均有优良屏蔽效果的宽波段光电干扰弹的原理弹。实弹发射的动态试验中,红外、激光、雷达波遮蔽效果显著,其中对红外、激光完全屏蔽达15 min以上(图4)。此项技术已经获得发明专利《一种用于电磁屏蔽的石墨基复合材料的制备方法》(专利号CN021241392)。
图2 常规干扰剂(a)、(b)和复合膨胀石墨(c)、(d)对8mm雷达波的衰减曲线
图3 光电干扰弹动态试验曲线
(三) GICs的插层-脱插过程控制技术:膨胀石墨制备及其吸油特性
用GICs处理改性石墨的应用,一类是直接应用获得的GICs,制成前述的红外消光材料 MCl2-GICs微粉;另一类是将GICs脱插后得到的纯石墨,即将GICs处理作为中间过程对石墨进行改性,通过插层-脱插过程的控制制成柔性石墨、多孔石墨、脱插GICs石墨锂离子电池负极材料等。
GICs的脱插,即插入的异类物质从碳原子平面层间逸出,通常在真空及大气环境下,插入物以气态脱出。在理论上,应用第一性原理及Real程序计算GICs的脱插热力学参数,由系统自由能方程及系统质量守恒方程构成最小自由能方法计算平衡组成的基本方程,再引入脱插过程中GICs的相变、热分解参数,运用 Kissinger-Ozawa 计算方法计算脱插反应的动力学参数。图4 是由基本方程得到的一些GICs脱插产生的气体体积。理论计算与脱插(膨化)实验基本一致。
图4 几种GICs 脱插反应产生的气体体积
由理论分析及实验结果得到针对不同用途的石墨材料。GICs处理改性的插入-脱插过程控制,主要是插入物的类型、插入量、脱插温度、升温速度的控制。对于用于液相吸附及制造柔性石墨用的多孔结构膨胀石墨,应选用脱插反应气体量大的插入物,采取高温快速脱插。而对于锂离子电池负极用石墨,则应选用反应气体量小的插入物,低温慢速脱插。
图5 多孔石墨吸油能力
多孔石墨由于其疏水亲油特性及多孔结构,对油类及大分子有机物质有超大吸附量,分散态多孔石墨在水中吸附重油量大于80 g/g,是其他吸油材料所不能及的(图5)。应用本研究的插层/脱插控制技术制备的多孔石墨低密度板,在包钢带钢厂冷却水池除油及清河毛纺厂印染废水脱除COD的工程应用实验中,其去污效果远好于活性炭。多孔石墨作为水体污染治理的一种材料,有良好的前景。该项技术已经申报发明专利《一种油污染吸附剂的制备及其回收再生方法》(申请号)。同时利用多孔石墨微粉对电解质的良好浸润能力,将其用作高能碱性电池的正极新型导电添加剂,替代日本进口产品,目前已经产业化。
参考文献
[1]Zheng Y P,Wang H N,Kang F Y,et capacity of exfoliated graphite for oils-sorption in and among worm-like ,2004,42(12/13):2603-2607
[2]Inagaki M,Kang F,Toyoda of graphite via intercalation and Physics of Carbon Chemistry and Physics of Carbon,2004,29:1-69
[3]Inagaki M,Toyoda M,Kang F Y,et structure of exfoliated graphite—A report on a joint research project under the scientific cooperation program between NSFC and Carbon Materials,2003,18(4):241-249 DEC
[4]Kang F Y,Zheng Y P,Zhao H,et of heavy oils and biomedical liquids into exfoliated graphite -research in Carbon Materials,2003,18(3):161-173
[5]Kang F Y,Zheng Y P,Wang H N,et of preparation conditions on the characteristics of exfoliated ,2002,40(9):1575-1581
[6]Kang F Y,Yang D X,Qiu X impedance spectrum analysis of the intercalation mechanism in HCOOH-GIC Crystals and Liquid Crystals,2002,388:423-428
[7]Shen W C,Wen S Z,Cao N Z,et graphite—A new kind of biomedical ,1999,37(2):356-358
[8]Kang F,Leng Y,Zhang T synthesis and characterization of formic acid graphite intercalation ,1997,35(8):1089-1096
[9]Kang F,Zhang T Y,Leng behavior of graphite in electrolyte of sulfuric and acetic acid,Carbon,1997,35(8):1167-1173
[10]Kang F Y,Leng Y,Zhang T of H2O2 on synthesis of of Physics and Chemistry of Solids,1996,57(6/8):889-892
[11]任慧,焦清介,沈万慈,等.宽频谱红外烟幕剂CuCl2-NiCl2-GIC的研究.含能材料,2005,13(1):45-48
[12]任慧,焦清介,崔庆忠.超细粉FeCl3-插层石墨化合物的制备与表征.含能材料,2005,13(5):308-311
[13]任慧,焦请介,崔庆忠.烟幕剂CuCl2-FeCl3-GIC干扰电磁波性能研究.兵器材料科学与工程,2005,(5):7-10
[14]王鲁宁,陈希,郑永平,等.膨胀石墨处理毛纺厂印染废水的应用研究.中国非金属矿工业导刊,2004,(5):59-62
[15]王海宁,郑永平,康飞宇.膨胀石墨孔结构的定量研究.无机材料学报,2003,18(3):606-612
[16]彭俊芳,康飞宇,黄正宏.填充氧化铁颗粒的石墨基复合材料.材料科学与工程,2002,20(4):469-472
[17]杨东兴,康飞宇.一种纳米复合材料——石墨层间化合物的结构与合成.清华大学学报(自然科学版),2001,(41) 10:9-12,35
[18]周伟,兆恒,胡小芳,等.膨胀石墨水中吸油行为及机理的研究.水处理技术,2001,(6)
[19]沈万慈,曹乃珍,李晓峰,等.多孔石墨吸附材料的生物医学应用研究.新型炭材料,1998,(1):50-54
[20]曹乃珍,沈万慈,温诗铸,等.特种石墨材料的抑菌作用研究.中国生物医学工程学报,1996,(3):97-98
An Investigation into Modification Technologies of Graphite Intercalation Compounds and Their Applications
Kang Feiyu,Zou Lin,Shen Wanci,Zheng Yongping,Gai Guosheng,Ren Hui,Gu Jialin
(The Laboratory of New Carbon Materials,Department of Material Science and Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China)
Abstract:Graphite with layers structure is easy to form graphite intercalation compounds(GICs) by means of intercalation reactions due to the weak cohesion force among carbon layers integrated with the Van der Waal’s controlling the oxidation-intercalation process,high quality expanded graphite with low residual sulfur content and MClx-GICs(M =Fe,Co,Ni,Cu,Zn) powder for electromagnetic wave absorbing and shielding materials have been expansion volume of expandable graphite can be larger than 160 ml/g while the residual sulfur content is less than MClx-GICs powder can shield infrared ray and laser completely in a duration of up to 15 high temperature expanded graphite for heavy oil sorption and mild-expansion exfoliated graphite for anode materials in lithium ion battery by controlling the intercalation/de-intercalation process have been also expanded graphite can absorb heavy oil up to 80 g/g,it also exhibits better performance than commercial active carbon in sewage low temperature mildexpansion exfoliated graphite as anode material shows a high reversible capacity of 370 mAh/g and a good recycling performance.
Key words:graphite intercalation compounds,expanded graphite,process control.
作为一种新型功能性碳素材料,膨胀石墨(Expanded Graphite,简称EG)是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。EG 除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外,还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。早在19世纪60年代初,Brodie将天然石墨与硫酸和硝酸等化学试剂作用后加热,发现了膨胀石墨,然而其应用则在百年之后才开始。从此,众多国家就相继展开了膨胀石墨的研究和开发,取得了重大的科研突破。膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍,由片状变为蠕虫状,从而结构松散,多孔而弯曲,表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强,蠕虫状石墨之间可自行嵌合,这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。石墨晶体是两向大分子层状结构,每一平面内的C原子都以C一C共价键相结合,层与层之间以较弱的范德华力相结合。石墨的层状结构十分典型,每一层片是一个碳原子层,层内碳原子之间以sp2杂化轨道成很强的共价键,即1个2s电子和2个2p电子杂化等价的杂化轨道,位于同一平面上,互相形成σ键,而二个未参加杂化的2P电子则垂直于平面,形成二键π。石墨的这种层状结构使得层间存在一定的空隙。因此在一定条件下,某些反应物(如酸、碱、卤素)的原子(或单个分子)即可进入层间空隙,并与碳网平面形成层间化合物。这种插有层间化合物的石墨即为可膨胀石墨
主要上市公司:贝特瑞(835185);方大炭素(600516);银基烯碳(400070);碳元科技(603133);沃特新材料(002886);常州二维碳素(833608)
本文核心数据:石墨烯行业企业营收额;石墨烯行业区域企业数量;石墨烯行业企业产能
行业概况
1、定义
石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但目前已经得到了较为广泛的应用。石墨烯层数可分为单层石墨层、少层石墨烯和多层石墨烯;按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等;按照产品形态又可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。
2、产业链剖析:下游应用较为广泛
石墨烯产业链的上游为石墨矿资源及生产设备;中游为石墨烯薄膜和石墨烯粉体制造;下游主要的应用以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息等六大产业。
目前,我国石墨烯产业链的上游石墨烯矿产及设备公司有方大炭素、思泉新材和宝泰隆等;中游石墨烯粉体和薄膜的生产公司有常州二维碳素、第六元素和中泰化学等;下游应用领域众多,目前较为广泛的新能源领域的代表企业有贝特瑞新材料、东方碳素、南都电池和欣旺达等;涂料领域的代表性企业有墨睿科技和深创时代等;大健康领域代表性公司有烯旺科技和圣泉集团等;节能环保领域的代表性企业有正拓能源和驰飞等;化工新材料的代表性企业有新纶科技和华高烯暖等;电子信息领域的代表性企业包括远望谷和汉威电子等。
行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段
石墨烯的理论研究始于1947年,迄今已有70余年的历史。但真正能够独立存在的二维石墨烯晶体则是出现在2004年,英国曼彻斯特大学天文物理学教授Andre K. Geim领导的研究小组利用微机械剥离方法首次获得了石墨烯,标志着这一新型材料的问世。中国国家自然科学基从2007年开始对石墨烯项目投资,促进了我国石墨烯产业的发展。2013年以来,石墨烯先后被列入“十二五”“十三五”规划中,政策的推动促使了我国一大批石墨烯企业的诞生,石墨烯生产开始走向批量化、规模化。2017年至今,石墨烯已经在锂电池、太阳能、散热材料、电缆LED等行业有了较为广泛的应用。
行业政策背景:“十四五”规划愈发重视石墨烯行业的发展
相比于国外政府较早进行政策扶持,我国直到2012年才由工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,首次明确提出支持石墨烯新材料的发展。之后,我国先后出台《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》《国家创新驱动发展战略纲要》《新材料产业发展指南》《“十三五”材料领域科技创新专项规划》等文件,确立石墨烯在新时代我国制造业发展中的重要战略地位,鼓励在电化学储能、海洋工程、柔性电子器件、重大环保技术装备、汽车、航天航空行业等领域拓展石墨烯应用。2021年,国家发改委发布了《国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》,提出大力支持发展新材料产业的重点任务。
行业发展现状
目前,石墨烯产品主要为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。石墨烯粉体主要应用于防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等行业;石墨烯薄膜主要在导热膜、柔性显示、传感器、集成电器等行业有较为广泛的应用。
1、供给:石墨烯粉体和石墨烯薄膜已经实现大规模量产
目前中国大部分石墨烯行业代表性企业均已建立石墨烯产品生产线,其中,在明确公布产量数据的企业中,第六元素、凯纳股份、青岛昊鑫及先丰纳米的石墨烯相关产品产能均达到了千吨级别。此外,根据2021年11月12日举办的2021(第八届)中国国际石墨烯创新大会公布的数据,目前中国已成为石墨烯材料生产大国,石墨烯粉体产能达万吨,石墨烯薄膜产能740万平米。
注:上述数据均来源于企业官网,部分企业官网数据未做更新。
2、需求:石墨烯需求不断增加,市场规模达百亿以上
2015年到2018年,我国石墨烯产业处于高速发展期。据中国经济信息社数据统计,2015年石墨烯市场规模仅为6亿元,2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元,复合增长率高达117%。在高速发展后,从2019年开始石墨烯行业进入快速平稳发展期,增速有所降低,根据赛迪智库发布的《2020年中国石墨烯产业发展形势展望》估算,2019年中国石墨烯规模将达到120亿元;根据石墨烯联盟公布的数据,2020年国内石墨烯相关领域市场规模达140亿元。初步估测2021年中国石墨烯市场规模或达到157亿元。
3、专利情况:2020年石墨烯相关专利申请热度最高
根据智慧芽搜索结果,2015-2022年9月,我国石墨烯相关专利申请数量先增后降,2020年相关专利申请数量达到峰值33390项,2021年相关专利申请数量下降至30165项。此外,截至2022年9月的石墨烯相关专利中,发明申请类型的专利占比最多,达到了57%,其次为授权发明,占比为27%。
注:查询时间为2022年9月26日。
4、发展痛点:关键技术制约下游应用拓展
由于石墨烯从发现至今仅经历10余年时间,其发展仍处于较新的阶段,尽管石墨烯在规模化生产技术和 工艺装备等方面均取得重大进展,但其低成本规模化制备技术、下游应用技术、绿色制备技术等方面仍存在技术瓶颈,且产品普遍存在尺寸和层数不均匀、质量不稳定等问题,材料的各项性能指标远不及实验室水平,难以满足大规模工业化量产的需求,制约了石墨烯在下游应用领域的拓展。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国石墨烯行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
未来发展是很有前途的,集多种优良性能于一身,应用潜力很大,是引领高科技的超级材料;突破石墨烯的技术研发,加快石墨烯的产业进程。
石墨烯在中国的研究与发展:
中国在石墨烯研究上具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。
如欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所,力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。
石墨烯有望在诸多应用领域中成为新一代器件,为了探寻石墨烯更广阔的应用领域,还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺,使其得到更好的应用。
石墨烯用途是:
石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。
相比之下,如今以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。
石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。基础研究石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。传感器石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。红外光束激发等离子体石墨烯传感器示意图晶体管石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。
石墨烯产业规模持续扩大,下游领域不断拓宽,多地企业密集投建石墨烯制备和应用项目,并借助并购重组打通上下游各环节,提高自身产能,整合产业资源,优化提升石墨烯产业能级。
1、2020年中国石墨烯行业发展现状分析:行业发展势头良好,市场规模持续扩大
中国石墨烯行业正处于市场导入期,产品尚未成熟,行业利润率较低,但市场规模持续扩大。2015年到2018年,我国石墨烯产业处于高速发展期。据中国经济信息社数据统计,2015年石墨烯市场规模仅为6亿元,2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元,复合增长率高达117%。
在高速发展后,从2019年开始石墨烯行业进入快速平稳发展期,增速有所降低。《2020年中国石墨烯产业发展形势展望》中估算2019年中国石墨烯规模将达到120亿元,考虑到疫情的影响,前瞻测算2020年石墨烯市场增速将有所下降,石墨烯市场规模达到126亿元。
2、中国石墨烯行业细分产品分析:下游涉及行业众多,石墨烯应用领域广泛
石墨烯下游行业众多,主要应用于以下五个领域:
一是光电产品领域,以其非常好的透光性、导电性和可弯曲性,在触摸屏、可穿戴设备、OLED、太阳能等领域中发挥作用。
二是能源技术领域,主要依赖于石墨烯超高的比表面积、超轻的重量和非常好的导电性。
三是功能复合材料,通过将石墨烯加入各种塑形基体,能够制备出具有很好导电、导热、可加工、耐损伤的特殊材料。
四是微电子器件,未来的石墨烯半导体、石墨烯集成电路、THz器件等领域,需要利用石墨烯独特的性质来发挥。
五是生物医药和传感器领域,石墨烯对单分子的响应能力、承载抗体后的分子输运能力都是其他传感器不能实现的。
3、中国石墨烯行业产能分析:龙头公司产能持续扩增加,中小企业生产能力有待提高
2018年以来,石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。粉体方面,常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已拥有国内领先的石墨烯粉体生产线。薄膜方面,长沙暖宇新材料科技公司年产量100万平方米的石墨烯膜生产线已开建,预计建成后将成为国内第二大石墨烯膜生产线。
——石墨烯粉体
石墨烯粉体材料制备工艺类化工属性,将以添加剂的形式提升传统产品性能。以粉体应用为主的行业包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等。石墨烯粉体将主要以添加剂的形式与传统产品混合,结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。
石墨烯粉体多掺杂在其他材料中使用,比如导电剂、超级电容、特种涂料、高效催化剂等。目前中国规模以上企业石墨烯粉体的生产能力多在100吨左右。
——石墨烯薄膜
石墨烯薄膜可以应用在导热膜上,发挥其优异的导热性能,用于智能手机、平板电脑等设备的散热层;利用石墨烯的导电透光以及高度柔性,可以用来制作柔性显示屏、可穿戴设备等;石墨烯巨大的比表面积以及优异的电子传输性能,是的传感器领域成为石墨烯薄膜的一大目标市场;此外,石墨烯对硅的替代有望带来半导体领域颠覆性的革命,成为下一代集成电路、超级计算机的基础材料。
中国石墨烯薄膜的产能约超过650万平方米左右,主要集中在常州地区。
4、中国石墨烯行业未来发展趋势:扩产成为行业趋势
我国石墨烯产业化发展势头迅猛,各地企业积极投建石墨烯项目。随着石墨烯行业规模的不断扩大,下游应用的不断延伸,2018年以来,石墨烯龙头企业纷纷投资建立新的生产线,扩大产能,以实现规模化生产。
—— 更多数据可参考前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》
石墨烯在中国的研究与发展:
中国在石墨烯研究上具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。
如欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所,力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。
石墨烯有望在诸多应用领域中成为新一代器件,为了探寻石墨烯更广阔的应用领域,还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺,使其得到更好的应用。
石墨烯用途是:
石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。
相比之下,如今以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。
石墨烯王修安现在正处于蓬勃发展的阶段,在国内外的研究和开发中取得了很大的进展。目前,石墨烯王修安已经被广泛应用于航空航天、电子信息、新能源、汽车、智能制造、医疗和生物技术等领域。石墨烯王修安的优势在于其超强的物理力学性能,具有极高的强度、抗拉强度、抗弯曲强度、抗压强度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性等。它还具有良好的电学性能,能够有效地抑制电磁干扰,具有极高的电导率和高低温抗热性能。另外,它还具有良好的光学性能,能够吸收和发射大量的光子,具有极低的反射率和极高的透光率。石墨烯王修安的研究和开发已经取得了很大的进展,但仍有许多技术难题有待解决,如石墨烯的制备工艺、石墨烯的复合材料制备工艺、石墨烯的应用等。未来,石墨烯王修安将在更多领域得到广泛应用,并将推动石墨烯技术的发展
主要上市公司:贝特瑞(835185);方大炭素(600516);银基烯碳(400070);碳元科技(603133);沃特新材料(002886);常州二维碳素(833608)
本文核心数据:石墨烯行业企业营收额;石墨烯行业区域企业数量;石墨烯行业企业产能
行业概况
1、定义
石墨烯,是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域,具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。石墨烯虽然从合成和证实存在到今天只有短短十几年的时间,但目前已经得到了较为广泛的应用。石墨烯层数可分为单层石墨层、少层石墨烯和多层石墨烯;按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等;按照产品形态又可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。
2、产业链剖析:下游应用较为广泛
石墨烯产业链的上游为石墨矿资源及生产设备;中游为石墨烯薄膜和石墨烯粉体制造;下游主要的应用以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息等六大产业。
目前,我国石墨烯产业链的上游石墨烯矿产及设备公司有方大炭素、思泉新材和宝泰隆等;中游石墨烯粉体和薄膜的生产公司有常州二维碳素、第六元素和中泰化学等;下游应用领域众多,目前较为广泛的新能源领域的代表企业有贝特瑞新材料、东方碳素、南都电池和欣旺达等;涂料领域的代表性企业有墨睿科技和深创时代等;大健康领域代表性公司有烯旺科技和圣泉集团等;节能环保领域的代表性企业有正拓能源和驰飞等;化工新材料的代表性企业有新纶科技和华高烯暖等;电子信息领域的代表性企业包括远望谷和汉威电子等。
行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段
石墨烯的理论研究始于1947年,迄今已有70余年的历史。但真正能够独立存在的二维石墨烯晶体则是出现在2004年,英国曼彻斯特大学天文物理学教授Andre K. Geim领导的研究小组利用微机械剥离方法首次获得了石墨烯,标志着这一新型材料的问世。中国国家自然科学基从2007年开始对石墨烯项目投资,促进了我国石墨烯产业的发展。2013年以来,石墨烯先后被列入“十二五”“十三五”规划中,政策的推动促使了我国一大批石墨烯企业的诞生,石墨烯生产开始走向批量化、规模化。2017年至今,石墨烯已经在锂电池、太阳能、散热材料、电缆LED等行业有了较为广泛的应用。
行业政策背景:“十四五”规划愈发重视石墨烯行业的发展
相比于国外政府较早进行政策扶持,我国直到2012年才由工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,首次明确提出支持石墨烯新材料的发展。之后,我国先后出台《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》《国家创新驱动发展战略纲要》《新材料产业发展指南》《“十三五”材料领域科技创新专项规划》等文件,确立石墨烯在新时代我国制造业发展中的重要战略地位,鼓励在电化学储能、海洋工程、柔性电子器件、重大环保技术装备、汽车、航天航空行业等领域拓展石墨烯应用。2021年,国家发改委发布了《国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》,提出大力支持发展新材料产业的重点任务。
行业发展现状
目前,石墨烯产品主要为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。石墨烯粉体主要应用于防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等行业;石墨烯薄膜主要在导热膜、柔性显示、传感器、集成电器等行业有较为广泛的应用。
1、供给:石墨烯粉体和石墨烯薄膜已经实现大规模量产
目前中国大部分石墨烯行业代表性企业均已建立石墨烯产品生产线,其中,在明确公布产量数据的企业中,第六元素、凯纳股份、青岛昊鑫及先丰纳米的石墨烯相关产品产能均达到了千吨级别。此外,根据2021年11月12日举办的2021(第八届)中国国际石墨烯创新大会公布的数据,目前中国已成为石墨烯材料生产大国,石墨烯粉体产能达万吨,石墨烯薄膜产能740万平米。
注:上述数据均来源于企业官网,部分企业官网数据未做更新。
2、需求:石墨烯需求不断增加,市场规模达百亿以上
2015年到2018年,我国石墨烯产业处于高速发展期。据中国经济信息社数据统计,2015年石墨烯市场规模仅为6亿元,2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元,复合增长率高达117%。在高速发展后,从2019年开始石墨烯行业进入快速平稳发展期,增速有所降低,根据赛迪智库发布的《2020年中国石墨烯产业发展形势展望》估算,2019年中国石墨烯规模将达到120亿元;根据石墨烯联盟公布的数据,2020年国内石墨烯相关领域市场规模达140亿元。初步估测2021年中国石墨烯市场规模或达到157亿元。
3、专利情况:2020年石墨烯相关专利申请热度最高
根据智慧芽搜索结果,2015-2022年9月,我国石墨烯相关专利申请数量先增后降,2020年相关专利申请数量达到峰值33390项,2021年相关专利申请数量下降至30165项。此外,截至2022年9月的石墨烯相关专利中,发明申请类型的专利占比最多,达到了57%,其次为授权发明,占比为27%。
注:查询时间为2022年9月26日。
4、发展痛点:关键技术制约下游应用拓展
由于石墨烯从发现至今仅经历10余年时间,其发展仍处于较新的阶段,尽管石墨烯在规模化生产技术和 工艺装备等方面均取得重大进展,但其低成本规模化制备技术、下游应用技术、绿色制备技术等方面仍存在技术瓶颈,且产品普遍存在尺寸和层数不均匀、质量不稳定等问题,材料的各项性能指标远不及实验室水平,难以满足大规模工业化量产的需求,制约了石墨烯在下游应用领域的拓展。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国石墨烯行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
超级材料—石墨烯
“超级材料”这个词近来被大量的使用——陶瓷超级材料,气凝胶超级材料,弹性体超级材料。但是有一种超级材料把它们都淹没了,它让它的发现者获得了诺贝尔奖,并为科学的炒作和兴奋定义了上限。它有可能使处理、电力储存、甚至太空 探索 发生革命性的变化,这就是石墨烯材料。那么石墨烯的市场应用主要有哪些方面的呢?
石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体(形式)。它是碳的许多其他异形体的基本结构元素,如石墨、钻石、碳、碳纳米管和富勒烯。石墨烯有许多不同寻常的性质,它能有效地传导热量和电,它的导电性也非常高,而且几乎是透明的。它不仅具有令人难以置信的物理特性,还被广泛引用为每一重量基础上创造的最坚固的材料。例如,石墨烯在原子小的情况下,可以使处理器中的晶体管更加紧密地封装,并允许许多电子行业向前迈进一大步。
在未来的石墨烯时代,随着批量化生产以及石墨烯技术等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,未来,石墨烯将会在以下领域率先实现商业化应用:
01 基础研究方面的应用
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。
02 传感器方面的应用
石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
03 新能源电池方面的应用
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源 汽车 电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
04 防腐涂料领域的应用
目前国内防腐涂料消费量近180万吨,占世界防腐涂料总消费量的40%以上。我国防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、桥梁、集装箱等领域。涂料中添加石墨烯后,石墨烯能够形成稳定的导电网格,有效提高锌粉的利用率,同时,石墨烯涂层能在金属表而与活性介质之间形成物理阻隔层,对基底材料起到良好的防护作用。
近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展,为防腐涂料提供了广阔的市场空间。烯旺 科技 致力于对石墨烯涂料进行大规模商业和工业应用,为全球客户提供高效产品和全方位解决方案,打破中国重防腐涂料和核心原料严重依赖进口的局面,为涂料行业工业提供坚实的基础。 作为石墨烯应用的开拓者,石墨烯防腐涂料和功能性涂料成为烯旺 科技 重点发展战略之一。烯旺 科技 整合集团投资的涂料资源,组织顶尖科研人员,率先开发了石墨烯复合陶瓷耐蚀树脂和涂料系列产品以及独特的石墨烯改性锌粉底漆等。
05 医疗 健康 领域的应用
今年3月,南京医科大学和烯旺 科技 共同研发的一项石墨烯无创治疗肿瘤新技术,被美国生物医学顶级期刊《Advanced Therapeutics》(先进医疗) 作为封面论文发表,这种无创、低副作用、低成本的全新治疗策略,或将成为治愈癌症的一大进步,有望成为未来肿瘤治疗的主流方法之一。
在慢性病的治疗上,石墨烯具有巨大的医疗潜力。石墨烯释放的远红外,作用于人体时会引发细胞原子与分子的共振,共振效应可将远红外线的热能传递到人体皮下的较深部分,作用于血管微循环系统,可加速血液循环,强化各组织间的新陈代谢,调理身体,促进慢性病的康复。石墨烯在医疗领域的发展令人惊喜,运用非药物疗法治病,一方面减少损伤,一方面节省费用,不仅让医疗技术变得更加成熟,提高医疗活动的效率和质量,更可以与传统医疗技术形成互补,同时降低医疗成本。借助这样治疗方式,才能不断让优质的医疗资源普惠到更多人群中。
石墨烯 科技 为医学领域带来了重大突破,更为人类 健康 贡献了非凡力量。烯旺 科技 在石墨烯医疗领域的更多应用,让更多科学以及医学专家坚信,在未来数十年内,更多现在无法解决的问题,石墨烯将发挥更大的作用。
总而言之,从现今石墨烯技术的实际应用以及技术水平来看,对石墨烯的很多发展已经有了决定性的进度,其中在防腐涂料及医疗 健康 领域,烯旺 科技 已发展到可以规模商业应用的阶段。我们相信,随着越来越多成熟石墨烯应用的加速落地,石墨烯,将重新定义世界,让我们一起期待世界的改变。
科学认识石墨烯的应用价值及未来前景
石墨烯应用领域中科院近期发布的一份报告指出,石墨烯的研究和产业化发展持续升温,从石墨烯专利领域分布来看,其应用技术研究布局热点包括:石墨烯用作锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等。主要集中在如下四个领域:传感器领域。石墨烯因其独特的二维结构在传感器中有广泛的应用,具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点,能提升传感器的各项性能。主要用于气体、生物小分子、酶和DNA电化学传感器的制作。新加坡南洋理工大学开发出了敏感度是普通传感器1000倍的石墨烯光传感器;美国伦斯勒理工学院研制出性能远超现有商用气体传感器的廉价石墨烯海绵传感器。储能和新型显示领域。石墨烯具有极好的电导性和透光性,作为透明导电电极材料,在触摸屏、液晶显示、储能电池等方面有很好的应用。石墨烯被认为是触摸屏制造中最有潜力替代氧化铟锡的材料,三星、索尼、辉锐、3M、东丽、东芝等龙头企业均在此领域作了重点研发布局。美国德州大学奥斯汀分校研究人员利用KOH对石墨烯进行化学修饰重构形成多孔结构,得到的超级电容的储能密度接近铅酸电池。密歇根理工大学科学家研发出一种独特蜂巢状结构的三维石墨烯电极,光电转换效率达到,且价格低廉,有望取代铂在太阳能电池中的应用。东芝公司研发出石墨烯与银纳米线复合透明电极,并实现了大面积化。半导体材料领域。石墨烯被认为是替代硅的理想材料,大量有实力的企业均开展了石墨烯半导体器件的研发。韩国成均馆大学开发出了高稳定性n型石墨烯半导体,可以长时间暴露在空气中使用。美国哥伦比亚大学研发出石墨烯-硅光电混合芯片,在光互连和低功率光子集成电路领域具有广泛的应用前景。IBM的研究人员开发出了石墨烯场效应晶体管,其截止频率可达100GHz,频率性能远超相同栅极长度的最先进硅晶体管的截止频率。生物医学领域。石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA和蛋白质检测。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA测序。石墨烯量子点应用于生物成像中,与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点。石墨烯在生物医学领域的应用研究虽处于起步阶段,但却是产业化前景最为广阔的应用领域之一。
随着国家一系列石墨烯产业政策的落地,石墨烯产业将由高科技研发逐步转入应用推广,石墨烯产业化发展进入提速阶段。我国天然石墨资源储量丰富,长期位居全球首位,产量也长期稳居世界第一,此外,我国还是全球最大的天然石墨消费国。然而,多年来我国低价大量出口石墨初级产品、同时又大量高价进口高附加值石墨产品的进出口“倒挂”现象,却让石墨产业一直备受诟病。若要改变彻底改变这种现状,我国石墨产业的发展必须要瞄准前沿领域,弯道超速,方能后来居上。
基本概念通货膨胀一般指因纸币发行量超过商品流通中的实际需要的货币量而引起的纸币贬值、物价上涨现象。其实质是社会总需求大于社会总供给。通货膨胀在现代经济学中意指整体物价水平上升。一般性通货膨胀为货币之市值或购买力下降,而货币贬值为两经济体间之币值相对性降低。前者用于形容全国性的币值,而后者用于形容国际市场上的附加价值。两者之相关性为经济学上的争议之一。纸币流通规律表明,纸币发行量不能超过它象征地代表的金银货币量,一旦超过了这个量,纸币就要贬值,物价就要上涨,从而出现通货膨胀。通货膨胀只有在纸币流通的条件下才会出现,在金银货币流通的条件下不会出现此种现象。因为金银货币本身具有价值,作为贮藏手段的职能,可以自发地调节流通中的货币量,使它同商品流通所需要的货币量相适应。而在纸币流通的条件下,因为纸币本身不具有价值,它只是代表金银货币的符号,不能作为贮藏手段,因此,纸币的发行量如果超过了商品流通所需要的数量,就会贬值。例如:商品流通中所需要的金银货币量不变,而纸币发行量超过了金银货币量的一倍,单位纸币就只能代表单位金银货币价值量的1/2,在这种情况下,如果用纸币来计量物价,物价就上涨了一倍,这就是通常所说的货币贬值。此时,流通中的纸币量比流通中所需要的金银货币量增加了一倍,这就是通货膨胀。在宏观经济学中,通货膨胀主要是指价格和工资的普遍上涨。通货膨胀之反义为通货紧缩。无通货膨胀或极低度通货膨胀称之为稳定性物价。(在若干场合中,通货膨胀一词意为提高货币供给,此举有时会造成物价上涨。若干(奥地利学派)学者依旧使用通货膨胀一词形容此种情况,而非物价上涨本身。因之,若干观察家将美国1920年代的情况称之为“通货膨胀”,即使当时的物价完全没有上涨。以下所述,除非特别指明,否则“通货膨胀”一词意指一般性的物价上涨。)通货膨胀,是指经济运行中出现的全面、持续上涨的物价上涨的现象。纸币发行量超过流通中实际需要的货币量,是导致通货膨胀的主要原因之一。各种解释不同学派对通货膨胀的起因有不同的学说。1.【货币主义的解释】对于通货膨胀最广为人知也最直接的理论是:通货膨胀导因于货币供给率高于经济规模增长。此说主张以比较GDP平减指数与货币供给增长来作测量,并由中央银行设定利率来维持货币数量。此观点不同于下述之奥地利学派者在于其着重于货币之数量而非实质。在货币主义架构下,货币的聚集是重点所在。货币数量理论,简单的说,就是经济体所耗货币总量取决于现存货币总量。下列公式创自此说:p 为一般消费品物价水平,dc为消费品总需求量,而sc消费品总供给量。公式背后的观念是:在消费品总供应量对消费品总需求量相对下降,或消费品总需求量对消费品总供应量相对上升时,一般消费品物价会随之提高。基于总开销主要基于现存货币总量的观点,经济学者们以货币总量计算消费品总需求量。于是乎,他们断定总开销与消费品总需求量随著货币总量提高。于是相信货币数量理论的学者们同样也相信物价上涨的唯一原因就是经济成长(表示消费品总供给量正提高),以及央行因之以货币政策提高现存货币总量。以此观点来说,通货膨胀的最根本原因是货币供给量多于需求量,于是“通货膨胀是一定会到处发生的货币现象”,弗里德曼如是说。意指通货膨胀的控制有赖于货币上与财政上的限制。政府不可令借支过于容易,其自身亦不可超额贷款。此观点着重于中央政府预算赤字与利率,以及经济生产力,也就是由生产成本(总供应)所推动的通货膨胀( cost - pull inflation )。2.【新凯恩斯主义的解释】(neo-keynesian) 依新凯恩斯主义,通货膨胀有三种主要的形式,为robert j. gordon所说的“三角模型”的一部分:·需求拉动通胀 ——通货膨胀发生于因GDP所产生的高需求与低失业,又称菲利普斯曲线型通货膨胀。·成本推动通胀 ——今称“供给震荡型通货膨胀”(supply shock inflation),发生于油价突然提高时。·固有型通货膨胀(built-in inflation)—— 因合理预期所引起,通常与物价/薪资螺旋(price/wage spiral)有关。工人希望持续提高薪资,其费用传递至产品成本与价格,形成恶性循环。固有型通货膨胀反应已发生的事件,被视为残留型通货膨胀,又称“惯性通货膨胀”,甚至是“结构性通货膨胀”。这三型的通货膨胀可随时合并解释现行的通货膨胀率。然而,大多时前两种型态的通货膨胀(及其实际的通货膨胀率)会影响固有型通货膨胀的大小:持续性的高(或低)通货膨胀带动提高(或降低)固有型通货膨胀。三角模型中有两项基本元素:沿著菲利普斯曲线移动,如低失业率刺激升高通货膨胀;以及转移其曲线,如通货膨胀升高或降低对失业率的影响。3.【菲利普斯曲线通货膨胀说】(phillips curve)(或称需求面):需求带动理论主要集中于货币供给:通货膨胀可由流通中的货币数量与经济供应力(其潜在输出)相关。这点在政府(可能于对外战争或内战期间)印行超额的货币引起金融危机时特别鲜明,有时会导致恶性通货膨胀使得物价飞涨(或达每月上涨一倍的程度)。货币供给在程度温和的通货膨胀中也扮演主要角色,但其重要性有争议。货币主义经济学家相信其具强力连结;相反地,凯恩斯主义经济学者强调总体需求在其中的角色,而货币供给仅只是总体需求的决定性因素。凯恩斯主义解释法的基本观念为通货膨胀与失业率之间的关系,称之为菲利普斯曲线模型。此模型在物价稳定度与失业率之间权衡(trade off);故为将失业率降至最低,可允许一定程度的通货膨胀。菲利普斯曲线模型极佳的描述出美国在1960年代的经历,但不足以诠释其于1970年所遭遇到的通货膨胀升高与经济停滞结合。现今菲利普斯曲线用以关联薪资总额增长与一般性通货膨胀的关系而非失业率与通货膨胀率。·菲利普斯曲线之位移因为供给震荡与通货膨胀已成为经济活动的固定因素,当代整体经济使用‘位移’过的菲利普斯曲线(以及物价稳定度与失业率之间的取舍平衡)来描述通货膨胀。供给震荡意指1970年的油价震荡,而固有型的通货膨胀意指物价/薪资循环与通货膨胀预期,表示在正常经济情况下容忍通货膨胀。因此,菲利普斯曲线仅代表三角模式中的需求拉动通胀。另一个凯恩斯主义的观点为潜在产出(有时称为国内生产总值)——也就是达到最高生产力的状况下经济体之gdp水准——为习惯性且固有的限制。此种输出标准对应于nairu——固有失业率、自然失业率或全职性的失业率。在如此架构下,固有型通货膨胀率为内因性地取决于经济体内的劳动量:GDP超出其潜在水准(且失业率低于nairu)时。该理论指出,在其他条件相等时,通货膨胀随著供应者提高价格而加剧,且固有型通货膨胀会更恶化。进一步将导致菲利普斯曲线朝著高通胀与高失业摆向滞胀。这种“加速型通货膨胀”曾见于1960年代的美国,当时越战的开销(由小额加税抵消)在数年间将失业率压低在百分之四以下。GDP低于其潜在水准(且失业率高于nairu),而其他条件相等时,通货膨胀随著供应者企图降价,让市场消化超额数量,并低估固有型通货膨胀而减低;即阻止通货膨胀。将导致菲利普斯曲线朝著低通胀与低失业摆向期望的方向。阻止通货膨胀曾见于1980年代的美国,当时美联储主席保罗•沃尔克的抗通胀措施带来数年的高失业率,其中两年曾高达百分之十。gdp相等于其潜在水准(且失业率也等于nairu)时,只要没有供给震荡,通货膨胀率即不变。长期说来,大多数的新凯恩斯总体经济学者视菲利普斯曲线为垂直。也就是说,若通货膨胀率高到可以压过失业率的情况下,失业率为其前提,且等相于nairu。然而,以该理论作为政策制订的标的存在缺陷。潜在产出(以及nairu)的数量通常为未知,且会随时间改变。另外,通货膨胀率的发生并不对称,上升的速度较下降为快;更糟的是还趋向随政策而变。例如说,在撒切尔首相主政时期,失业者发觉自己处于结构性失业,也就是无法在不列颠经济体内找到适才适所的就业机会,当时英国的高失业率可能提高了nairu(且潜力降低)。在一经济体避免跨越高通货膨胀的门坎时,结构性失业率的提高暗示着只有小量的人力可在nairu中找到就业机会。若假定nairu与潜在产出两者皆具独特性且迅速达成,则绝大多数的非凯恩斯主义的通货膨胀理论可理解为包含于新凯恩斯主义的观点中。当"供给面"固定时,通货膨胀取决于总体需求(aggregate demand)。固定供给面也暗示著公私机构的开销定然相互冲突。故政府的赤字开支会对私营机构产生排挤效果,而对就业水准并无影响。也就是说,资金供给与金融政策为唯一可影响通货膨胀者。4.【供给面学说】供给面经济学说假定通货膨胀一定由资金供给过剩与资金需求不足所引起。对这两个因素而言,资金数量纯粹只是标的物。于是,欧洲于中世纪的黑死病流行期间所发生的通货膨胀,可视为因资金需求降低所引起;而1970年代的通货膨胀可归因于美国脱离布雷顿森林体系所订定的金本位后所产生的资金供给过剩。供给学派假定,资金供给与需求同时提高时,不会导致通货膨胀。供给面经济学说所阐述的一个要素,称美国1980年代由低税负所引领的经济扩张为结束高通货膨胀的手段。其论点在经济扩张提高对基本资金的需求,且此种作法抵销通货膨胀的影响。经济扩张可视为经常性的带来对资金的高需求,且其他条件等同于提高资金数量。在国际货币市场中,此种政策无可置辩。供给面经济学说主张,经济扩张不仅提高国内对资金的评价,也会提高国际上的评价。表现因素稳定的小幅度通货膨胀的其中一个影响是难以重新谈判降价,特别是对薪资与合约而言更是如此。所以物价若缓步上涨,则相关的价格便较易于调整。有多种物价会“滞留降价”,但悄悄上涨。所以零通货膨胀(物价维持平准)的效应会以降低价格、盈利、与雇员数的方式影响到其他方面。所以,若干公司的执行部门视温和的通货膨胀为“润滑商业巨轮”。追求完完全全的价格稳定会带来极具毁灭性的通货紧缩(物价持续降低),将导致破产与经济衰退(甚至经济萧条)。金融体系视通货膨胀之“潜在风险”为高于储蓄累积财富的基本投资诱因。换句话说,通货膨胀就是市场对金钱的时间价值之措辞。也就是说,因为今天的一元较明年的一元更具价值,所以未来的资本价值在经济学上有所扣减。此种观点视通货膨胀为对未来资本价值的不确定性。对低阶层者而言,通货膨胀通常会提高由经济活动之前的贴现所产生的负面影响。通货膨胀通常导因于政府提高货币供给政策。政府对通货膨胀的所能进行的影响是对停滞的资金课税。通货膨胀升高时,政府提高对停滞的资金的税负以刺激消费与借支,于提高了资金的流动速度,又增强了通货膨胀,形成恶性循环。在极端的情形下会形成恶性通货膨胀(hyperinflation)国际贸易:若国内通货膨胀率较低,遭削减的贸易余额会破坏固定汇率。鞋底成本:因为现金的价值在通货膨胀时会萎缩,在通货膨胀时期人们因此会倾向持有较少的现金。此词表示真实的成本会更经常流向银行。(鞋底成本一词是句玩笑话,意指因走到银行而磨损鞋底所产生的成本。)菜单成本:商号须更勤于改变产品价格。此词表示餐厅用于改印菜单所需的成本。恶性通货膨胀:若通货膨胀升高的程度失去控制,会干扰到正常的经济活动,损害供给能力。在一经济体中,会有若干部门编入通货膨胀指数,而若干部门没有,通货膨胀行为会自未编入的部门向编入的部门重新分配。在影响幅度小时,这属于一种政策性的选择,不对储蓄而对变现优先权与手头资金课税。若影响超出一定幅度时,则其效应歪曲,成为个人“对通货膨胀的投资”,也就是鼓励对通货膨胀的预期心理。因为以上打击通货膨胀的理由都高于打击其预期行为与打击持有大量资金所需的小幅影响,大部分的中央银行顾及物价稳定性,都以可见但极低的通货膨胀为目标。影响因素在有通货膨胀的情况下,必将对社会经济生活产生影响。如果社会的通货膨胀率是稳定的,人们可以完全预期,那么通货膨胀率对社会经济生活的影响很小。因为在这种可预期的通货膨胀之下,各种名义变量(如名义工资、名义利息率等)都可以根据通货膨胀率进行调整,从而使实际变量(如实际工资、实际利息率等)不变。这时通货膨胀对社会经济生活的的唯一影响,是人们将减少他们所持有的现金量。但是,在通货膨胀率不能完全预期的情况下,通货膨胀将会影响社会收入分配及经济活动。因为这时人们无法准确地根据通货膨胀率来调整各种名义变量,以及他们应采取的经济行为。(一)在债务人与债权人之间,通货膨胀将有利于债务人而不利于债权人在通常情况下,借贷的债务契约都是根据签约时的通货膨胀率来确定名义利息率,所以当发生了未预期的通货膨胀之后,债务契约无法更改,从而就使实际利息率下降,债务人受益,而债权人受损。其结果是对贷款,特别是长期贷款带来不利的影响,使债权人不愿意发放贷款。贷款的减少会影响投资,最后使投资减少。(二)在雇主与工人之间,通货膨胀将有利于雇主而不利于工人这是因为,在不可预期的通货膨胀之下,工资增长率不能迅速地根据通货膨胀率来调整,从而即使在名义工资不变或略有增长的情况下,使实际工资下降。实际工资下降会使利润增加。利润的增加有利于刺激投资,这正是一些经济学家主张以温和的通货膨胀来刺激经济发展的理由。(三)在政府与公众之间,通货膨胀将有利于政府而不利于公众由于在不可预期的通货膨胀之下,名义工资总会有所增加(尽管并不一定能保持原有的实际工资水平),随着名义工资的提高,达到纳税起征点的人增加了,有许多人进入了更高的纳税等级,这样就使得政府的税收增加。但公众纳税数额增加,实际收入却减少了。政府由这种通货膨胀中所得到的税收称为“通货膨胀税”。一些经济学家认为,这实际上是政府对公众的掠夺。这种通货膨胀税的存在,既不利于储蓄的增加,也影响了私人与企业投资的积极性。改革开放以来,我国经历了三次比较严重的通货膨胀,分别发生在1980年,1988年和1994年。测量因素通货膨胀之测量由观察一经济体中之大量的劳务所得或物品价格之改变而得,通常是基于由政府所收集的资料,而工会与商业杂志也做过这样的调查。物价与劳务所得两者共同组成物价指数,为整组物品的平均物价水准之测量基准。通货膨胀率为该项指数的上升幅度。物价水准量测整体物价,而通货膨胀是指整体物价的上扬幅度。对通货膨胀没有单独性的确实量测法,因通货膨胀值取决于物价指数中各特定物品之价格比重,以及受测经济区域的范围。通用的量测法包括:生活指数CLI(cost of living index)为个人生活所需费用的理论增幅,以消费者物价指数(consumer price indexes)概估之。经济学家对特定的CPI值应估计为高于或低于cli值有不同的看法。这是因为CPI值公认具“偏向性”(bias)。CLI可用“购买力平”(ppp, purchasing power parity)来调整以反应区域性商品与世界物价的广泛差距。消费者物价指数(CPI)(consumer price index)测量由‘典型消费者’所购物品之价格。在许多工业国家中,该指数的年度性变化百分比为最通用的通货膨胀曲线报告。该项测量值通常用于薪资报酬谈判中,因为雇员希望薪资(名目)能相等或高于CPI。有时劳资合约中会包含按生活指数调整条款(cost of living escalators),表示名目薪资会随CPI的升高自动调整,其调整之时机通常于通货膨胀发生之后,幅度较实际通货膨胀率为低。生产者物价指数(PPI)(Producer Price Indexes)测量生产者收购物料的价格,与CPI于物价津贴、盈利、与税负上有所不同,导致生产者之所得与消费者之付出产生差距。PPI反应于CPI升高而上升,具有典型的延迟。虽说其具多样化的组合,一般相信这种延迟的特性使得根据今日的PPI通货膨胀粗估(rough-and-ready)明日的CPI通货膨胀成为可能;各种的论述与内容有极重要的不同。批发物价指数(wholesale price index)测量选择性货品之批发价格变化(特别是销售税),与PPI极为类似。商品价格指数(commodity price index)测量选择性商品售价之变化。若使用金本位制,则其所选择的商品为黄金。美国使用复本位制,其指数包含黄金与白银两者。GDP平减指数(GDP deflator)为基于国内生产总值的计算:名目GDP 与经通货膨胀修正后的GDP (即不变价格(constant-price)GDP 或实质GDP )两者间所使用的金钱之比例(参见实质与名目经济)。这是对价格水准最宏观测量。本指数也用来计算GDP 的组成部分,如个人消费开支。美国联邦储备改用核心个人消费平减指数(personal consumption deflator)及其他平减指数作为制订“反通胀政策”的参考。个人消费支出价格指数(pcepi)(personal consumption expenditures price index)。2000年2月17日,在半年一度的国会金融政策报告(亦即humphrey-hawkins报告)中,联邦公开市场委员会fomc(federal open market committee)声称将主要的通货膨胀测量法自cpi改为连锁式个人消费开支价格指数。因为每一种测量法都基于他种测量法,并以固定模式结合在一起,经济学家经常争议在各测量法及通货膨胀模式中是否有‘偏差’存在。例如,boskin委员会于1995年找出美国劳工部统计局(bls)所计算出的CPI具有偏差。在对其偏差进行定量分析后,他们认为当年度的通货膨胀遭过分夸大。因“快乐论”(hedonic )所带来的科技创新增加与以平价品取代昂贵的商品,两者都会降低CPI-U的升高率。另一个例子是在1980年代早期,无人居住的出租单位并不计入CPI-U与CPI-W的租金收入部分;在加计此部分后,通货膨胀率实际上是极度的受低估,于是在1982年的CPI计算中加入了这项改变。现存的争论为应否计入关于快乐论的调整部分,包含人们会在高物价的地区不可企及时搬迁到较便宜的地区。也有人认为指数中的购屋部分极度低估了日常生活费用对房价的冲击,亦极度低估了医疗费用在退休者的日常费用中的重要性。相反概念·通货紧缩1、区别⑴含义和本质不同: 通货膨胀是指纸币的发行量超过流通中所需要的数量,从而引起纸币贬值、物价上涨的经济现象。其实质是社会总需求大于社会总供给。通货紧缩是与通货膨胀相反的一种经济现象,是指在经济相对萎缩时期,物价总水平较长时间内持续下降,货币不断升值的经济现象。其实质是社会总需求持续小于社会总供给。⑵表现不同: 通货膨胀最直接的表现是纸币贬值,物价上涨,购买力降低。通货紧缩往往伴随着生产下降,市场萎缩,企业利润率降低,生产投资减少,以及失业增加、收入下降,经济增长乏力等现象。主要表现为物价低迷,大多数商品和劳务价格下跌。⑶成因不同: 通货膨胀的成因主要是社会总需求大于社会总供给,货币的发行量超过了流通中实际需要的货币量。 通货紧缩的成因主要是社会总需求小于社会总供给,长期的产业结构不合理,形成买方市场及出口困难导致的。⑷危害性不同: 通货膨胀直接使纸币贬值,如果居民的收入没有变化,生活水平就会下降,造成社会经济生活秩序混乱,不利于经济的发展。不过在一定时期内,适度的通货膨胀又可以刺激消费,扩大内需,推动经济发展。通货紧缩导致物价下降,在一定程度上对居民生活有好处,但从长远看会严重影响投资者的信心和居民的消费心理,导致恶性的价格竞争,对经济的长远发展和人民的长远利益不利。⑸治理措施不同:治理通货膨胀最根本的措施是发展生产,增加有效供给,同时要采取控制货币供应量,实行适度从紧的货币政策和量入为出的财政政策等措施 。治理通货紧缩要调整优化产业结构,综合运用投资、消费、出口等措施拉动经济增长,实行积极的财政政策、稳健的货币政策、正确的消费政策,坚持扩大内需的方针。2、联系⑴二者都是由社会总需求与社会总供给不平衡造成的,亦即流通中实际需要的货币量与发行量不平衡造成的。⑵二者都会使价格信号失真,影响正常的经济生活和社会经济秩序,因此都必须采取有效地措施予以抑制。表现形式·典型表现--物价上涨一般地说, 通货膨胀必然引起物价上涨,但不能说凡是物价上涨都是通货膨胀。影响物价上涨的因素是多方面的。①纸币的发行量必须以流通中所需要的数量为限度,如果纸币发行过多,引起纸币贬值,物价就会上涨。②商品价格与商品价值成正比,商品价值量增加,商品的价格就会上涨。③价格受供求关系影响,商品供不应求时,价格就会上涨。④政策性调整,理顺价格关系会引起上涨。⑤商品流通不畅,市场管理不善,乱收费、乱罚款,也会引起商品价格的上涨。可见,只有在物价上涨是因纸币发行过多而引起的情况下,物价上涨才是通货膨胀。痛苦指数(痛苦指数:Misery index)·痛苦指数的概念痛苦指数代表令人不快的经济状况,等于通货膨胀与失业率之总合。其公式为:痛苦指数 = 通货膨胀百分比 + 失业率百分比,表示一般大众对相同升幅的通货膨胀率与失业率感受到相同程度的不愉快。·学者观点现代经济学家不同意以完全负面的“痛苦”一词来形容上述通货膨胀机转的负面冲击。实际上,经济学家中有许多认为公众对温和通货膨胀的成见是来自其相互影响:群众只记得在高通货膨胀时期相关的经济困难状况。以现代经济学家的观点来说,温和的通货膨胀是较不重要的经济问题,可由对抗滞胀[stagflation](可能由货币主义[monetarist]所刺激)来作部分中止。反通货膨胀国家中央银行,如美联储,可经由设定利率及其他货币政策来有力地影响通货膨胀率。高利率(及资金需求成长迟缓)为央行反通胀的典型手法,以降低就业及生产来抑制物价上涨。然而,不同国家的央行对控制通货膨胀有不同的观点。例如说,有些央行密切注意对称性通货膨胀目标,而有些仅在通货膨胀率过高时加以控制。欧洲中央银行因在面对高失业率时采行后者而受指责。货币主义者着重经由金融政策以降低资金供给来提高利率。凯恩斯主义者则着重于经由增税或降低政府开支等财政手段来普遍性的降低需求。其对金融政策的解释部分来自罗伯特•索罗对日用品价格上涨所作的研究成果。供给学派所主张的抵抗通货膨胀方法为:固定货币与黄金等固定参考物的兑换率,或降低浮动货币结构中的边际税率以鼓励形成资本。所有这些政策可透过公开市场操作达成。另一种方法为直接控制薪资与物价(参见工资议价,incomes policies)。美国在1970年代早期,尼克松主政下,曾试验过这种方法。其中一个主要的问题是,这些政策与刺激需求面同时实施。故供给面的限制(控制手段、潜在产出)与需求增长产生冲突。经济学家一般视物价控制为不良作法,因其助长短缺、降低生产品质,从而扭曲经济运行。然而,若能避免因经济严重衰退导致成本升高,或在抵抗战时通货膨胀的情形下,这样的代价或许值得。实际上,物价控制可能因抵抗通货膨胀而使经济衰退更具影响力(因降低需求而提高失业率),而经济衰退可在需求高涨时防止物价因控制产生歪曲。相关书籍
摘 要:中国未来将在较长时期面临着要素成本持续上升的压力,这是推动中国目前通货膨胀最重要的也是最难对付的要素。长期以来,不少经济学家一直认为通货膨胀是一种货币现象,更严格的说是纸币现象,即当纸币发行超过流通所需要的金属货币量,纸币购买力将会下降,纸币购买力下降推动货币加速流通,从而导致通货膨胀。说明通货膨胀的原因以及并提出解决的对策是经济学家研究的重要任务。 关键词:通货膨胀;原因;研究综述 通货膨胀是当前研究的热门话题,说明通货膨胀的原因以及并提出解决的对策是经济学家研究的重要任务。理论界对通货膨胀的原因以及解决这一问题的对策进行较为深入的研究。本文试图对这一研究进行综述。 一、关于通货膨胀的原因 1.“流动性过剩说”。在宏观经济运行中,流动性过剩通常被理解为货币发行过多,也就是“钱多”。长期以来,不少经济学家一直认为通货膨胀是一种货币现象,更严格的说是纸币现象,即当纸币发行超过流通所需要的金属货币量,纸币购买力将会下降,纸币购买力下降推动货币加速流通,从而导致通货膨胀。 王海峰在《规避通胀风险须准确把握宏观调控的着力点》中提出中国通胀压力与国内流动性过剩有一定关系。他在文章中说,货币供给大于实体经济需求是通货膨胀压力剧增的根本原因。张五常在《中国的通货膨胀》一文提出,中国当前的通货膨胀主要是由货币发行过快,导致市场上通胀反应过快[1]。 “成本推动说”。当前许多经济学家把中国当前的通货膨胀主要原因归于生产要素成本的上涨。刘世锦在《通货膨胀与发展转型——宏观经济三人谈》提出,从整个宏观面上,中国正在进入一个生产要素成本周期性上升的阶段,成本推动的压力趋于加大。具体地看有以下三方面:第一,劳动力成本的上升;第二,部分生产要素价格体系离市场化的目标还有相当大的差距,由于政府管制造成的价格扭曲的状况还普遍存在;第三,全球初级产品价格的波动对中国的影响日益增大。基于以上三方面原因,中国未来将在较长时期面临着要素成本持续的上升的压力,这是推动中国目前通货膨胀最重要的也是最难对付的要素。 前任央行副行长吴晓灵同样提出中国当前面临的通货膨胀主要是成本推动型的,这个成本推动包括了劳动力的成本必须上升以及中国现在资源的价格是世界的“洼地”,必须对其价格进行适当的调整。 张平和王宏淼在《“双膨胀”的挑战与宏观政策选择》中提出资产重估引致的资产价格膨胀传导到了实体部门,推高了可贸易工业部门的成本。其次,农业部门的成本也不断提高,导致一些农产品价格走高。再次,第三产业也积累了大量的“价格压抑”。这一潜在的压力是未来价格上涨的主要推动力。 “需求拉动说”。面对物价的上涨,许多经济学家把通货膨胀的原因归于对有限资源的需求量增大,从而促使了物价的上涨。王建在《通胀是长期的,反通胀要触及深层次矛盾》一文中,提出在中国人口与土地的矛盾自新世纪以来进入到拐点,单产增长率呈停滞状态,但工业化与城市化占地仍在持续,人均收入的增长也不断提升着人均食品消费水平,由此导致了食品供求缺口被拉开与拉大。这样食品的需求带动的物价压力在长期内就不是趋于缓和,而是趋于严重,通胀也就会长期化。 “二元结构说”。当前中国部分行业比较热,产品供不应求,部分行业却比较冷,产能过剩,过冷过热同时并存,过冷行业由于发展困难,大量资金从过冷部门转移到过热部门,导致过冷部门的生产减少、供给失衡,过热部门出现泡沫。 着名经济学家郎咸平提出,目前中国正处于一个二元经济环境,过热和过冷部门同时存在。过冷部门主要是制造业,也包括猪肉生产、矿泉水生产等部门。由于大量资源从过冷部门转移到过热部门,由此造成通货膨胀。 “混合因素说”。面对中国目前发生的通货膨胀,有不少经济学家认为其原因是来自多方面,既有需求方面的原因,也有供给方面的原因。经济学家刘伟在《供求失衡的特点与通货膨胀的治理》一文中提出影响当前通货膨胀的两大因素,具体来讲,需求方面因素主要表现在固定资产投资仍然增长过快、银行流动性过多和国际收支失衡等,供给方面因素主要表现在市场化进程对于生产成本的影响、增长因素对生产成本的影响、看发展要素对于生产成本的影响。 张曙光在《中国进入中度通货膨胀时期》一文中指出,通货膨胀的原因是多方面的,既有输入性通货膨胀,即中国经济和国际接轨,国际生产要素价格上涨,从而导致一些进口生产要素价格上涨;又有需求方面、供给方面、结构性通货膨胀方面。 6.“价格管制说”。当前物价上涨,中国政府采取一系列措施来抑制通货膨胀,既有间接的货币政策,也有直接的价格管制,从而来控制价格上涨,然而,在大家都肯定这些政策的正面效应,中国也有部分学者认为,正是政府采取的价格管制政策,才促使治理通货膨胀的效果打折。周其仁在《通货膨胀与价格管制》提出,实行价格管制会产生一个打击生产的效果,而这对于治理通货膨胀是不利的。 同样易宪容在《通货膨胀:2008中国经济第一关》中也提出:“从中国式的通货膨胀来看,价格上涨往往与权力远近有关,越是靠近权利的产品,其上涨时间就越早,上涨的速度也就越快。比如,这一轮的价格上涨就是从房价开始,就是从政府完全垄断的产品开始。” 7.“GDP增长说”。最近中国经济增长与宏观稳定课题组在《外部冲击与中国的通货膨胀》中提出GDP的增长是决定通胀的最主要因素计量结果表明:短期内,国际食品价格是导致国内物价上涨的主要因素;国际原油价格对国内物价的影响在中长期逐步上升;人民币升值抑制通胀的效果要经过一段时间才能体现;国际利率变化对国内物价有影响;全球流动性的转化因央行的有效对冲对物价的直接影响并不明显。综合而言,外部冲击只是导致通胀的因素之一,而GDP增长率仍是影响物价的主要因素。
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