價格之謎：了解驅動石墨烯成本的因素

石墨烯在各行各業的革命性潛力——從高端電子產品到航空航天工程——面臨一個頑固的障礙：生產成本仍然過高。儘管自石墨烯早期商業化時代 (當微克價格高達數千美元)以來，價格已大幅下降，但在當今市場上，該材料仍然保持高價。當前商用等級的石墨烯價格範圍從 US$100 到 US$10,000 每公斤，這個差距反映了材料製造方式和生產商所達到的質量標準之間的根本差異。

生產方法對價格的影響

所選擇的製造方式或許對最終成本結構產生最決定性的影響。以下三種主要途徑清楚地說明了這一點：

高端化學氣相沉積 (CVD) 產生最乾淨、最均勻的石墨烯層，適用於高端電子和能源儲存系統。然而，“頂級” CVD 過程需要先進的設備和持續的能源投入，成本高於 US$10,000 每公斤。當從基底上取下石墨烯時，這個挑戰更為嚴峻——材料在脫離過程中經常受到損傷，需額外的處理步驟。

中階液相剝離 提供比 CVD 更佳的經濟性，同時保持合理的品質。這種技術屬於商用等級，價格通常在 US$100 到 US$1,000 每公斤之間，對於複合材料應用、傳感技術和能源儲存等不要求極端純度的領域具有吸引力。

經濟實惠的化學還原法 代表最經濟的路徑，成本介於 US$100 和 US$500 每公斤之間。其折衷之處在於品質——這種材料無法在高端光電應用如柔性顯示屏或尖端電池系統中發揮作用，限制了其市場範圍，主要用於水過濾和複合材料增強。

近期創新重塑成本格局

製造突破正穩步顛覆傳統的成本假設。2021年，印度理工學院巴特那分校展示了一種等離子槍方法，能以約 US$1.12 每克 生產單層石墨烯，純度達85%，且不使用有害溶劑。同時，CleanGraph 的專有工藝在保持產能的同時，將環境影響降低了99%，比傳統方法更為環保。最近，NanoXplore 推出了一種先進的乾剝技術，資本需求遠低於液相競爭者，為電池、複合材料和工業應用的低成本擴展開啟了新途徑。

為何商業規模尚未實現

儘管技術取得進展，石墨烯仍陷入一個雞生蛋、蛋生雞的困境。大量採購自然會通過規模經濟降低單位成本，但目前缺乏足夠的商業應用來促使大批量訂購。該材料必須在下一代產品中證明其價值——如柔性螢幕、超高速處理器、輕量化飛機零件和節能車輛——才能使需求達到促使製造投資降低成本的規模。

市場走向與展望

行業預測顯示，採用速度將加快。預計到2030年，石墨烯市場營收將達到 US$16.1億，在十年內的年複合成長率為 35.1%。汽車、航空航天和醫療行業是推動這一擴張的主要力量，化學加工中的催化特性也為其增添了次級動力。隨著應用範圍的擴大和產量的提升，單公斤成本曲線預計將沿著以往革命性材料進入主流時的下降趨勢發展。