一、技术背景

石墨烯作为一种新能源材料有着无可比拟的优越性能，比如大比表面积，高导电率，稳定的机械和化学性能等，但目前石墨烯在能源领域并没有得到大规模的应用。这主要是因为目前市场上各式各样的石墨烯材料还不能够充分地发挥它的这些优越特性。尤其是在电解液中，由于单个石墨烯薄片在相互吸引重新团聚，从而降低可利用的表面积，阻止了电解液离子有效地储存和运输。

二、技术要点

这种新型的垂直石墨烯材料，可以很好地解决这些存在的问题，他不仅可以通过分叉结构拥有更大的比表面积，而且能够提供微观尺度的元素参杂，为多功能型复合材料，新能源的储存设备比如超级电容和电池，和清洁氢能源的生产和利用开辟了一个新的方向。跟普通石墨烯材料相比，垂直石墨烯材料拥有以下优势： 

• 大比表面积；

• 不会发生团聚； 

• 三维相连的微观结构； 

• 增强的电化学活性和储能性能。

经过近10年的研究积累和技术开发，韩博士团队可很好地实现垂直石墨烯的可控生产。跟世界上其他团队相比，是第一个实现“多边缘垂直石墨烯”的团队（已申请国际专利）。此垂直石墨烯材料包括诸多优势：

形貌和参杂高度可控；

生产过程不需要高温和任何催化剂；

在薄膜和颗粒之间可自由转换；

可生长在任何物体表面（比如碳纤维）；

放大的石墨烯边缘效应。

三、应用 

多功能复合材料 

垂直石墨烯可跟碳纤维或者其它材料组成复合材料，增强它的机械，导电以及热传导性能，在机械制造，汽车，传感器以及建筑方面有广泛的应用前景。 

新能源储能设备 

由于垂直石墨烯的大比表面积，高导电性以及电化学活性，它们可以用来增强新能源的储能设备，比如超级电容和电池。在超级电容中，电容值以及能量密度跟普通活性碳或者石墨烯相比可提高1.5到2倍。在锂离子电池里，可在充电速率提高10倍以上的基础上同时增强10%的能量密度。因此垂直石墨烯在高能量快充放电的纽扣电池， 

18670柱状电池，以及刀片状电池和超级电容等都有市场，可引导电动汽车等革命性的发展。

氢能源制备和二氧化碳（CO2）转化

垂直石墨烯可用来提高电解水设备中的催化剂性能。我们的研究结果表明，垂直石墨烯可作为贵金属如Pt或者非贵金属如Ni和Fe的载体，增加它们的活性和稳定性，从而提高催化性能和降低产氢费用（已申请国际专利）。此技术对促进可再生氢能源的发展可起到主导作用。