先进碳材料
目前，虽然世界范围内均投入大量人力物力发展石墨烯应用技术，但尚缺乏实质性产业技术突破，其根本原因是缺乏优质石墨烯的量产制备技术，就应用体量最大的粉体材料来说，市场上的石墨烯材料缺陷率太高，本质上与“炭黑”相当，严重制约了其在包括化学储能、新能源汽车、先进功能材料及器件等领域的应用技术开拓，是其产业化推广关键瓶颈。
针对现有石墨烯技术存在“三高一低”(高污染、高缺陷率、高成本、低产能)的技术瓶颈：美国为主导的氧化还原法的“高污染、高缺陷率”，英国剑桥等离子体法的“高成本、低产率”问题，郑州(新世纪)材料基因组工程研究院(ZMGI)邵教授团队发明了低成本、全流程绿色制备高品质石墨烯粉体技术，目前已经申请国家及国际发明专利。
主要特点：方法简单，成本仅为英国等离子体法的千分之一，且质量更好，适宜于规模化量产推广。大规模推广会充分改变石墨烯技术领域缺乏优质石墨烯粉体量产制备技术的现状，通过低成本优质粉体材料的推广普及，形成千亿级石墨烯技术产业集群、联盟，打造国际领先的石墨烯技术产业高地。
ZMGI石墨烯项目产业化进度：
2017年3月3日，中兴发展与郑州新世纪材料基因组工程研究院有限公司在郑州正式签订合作协议，推动石墨烯产业化及手机电池的应用。
2017年4月23日，荥阳市城市投资开发有限责任公司与郑州新世纪材料基因组工程研究院有限公司在中原智谷正式签署石墨烯技术合作项目协议。
2017年9月12日，郑州新材科技有限公司注册成立www.zamtl.com，石墨烯生产基地开工建设。计划通过“一院一园一产业”模式，建立石墨烯产业科技园。
左：ZMGI石墨烯粉体的典型扫描电镜照，显示超薄透明的石墨烯“花瓣”。
右：ZMGI石墨烯产品与国际主流石墨烯粉体产品的拉曼比较(右)，国际上首次发现G峰正偏移及2D峰负偏移同时存在，G及2D主峰位移对应与单层石墨烯。
石墨烯在储能器件方面的应用
具有高导电和高比表面特性的石墨烯在混合粘结剂和电极活性材料后能够形成连续高效的三维到点网络。相比传统电极导电剂能够实现降低电极中导电剂含量的同时提高电极的电子导电能力。因此能够通过在提高单位重量储能器件中电极活性材料的比例提高器件的容量的同时保证其性能，是一种次世代的导电添加剂。
图：ZMGI石墨烯在软包手机电池，Li-S电池的应用示范。
石墨烯在节能取暖设备方面的应用
利用石墨烯制备的电热辐射加热膜具有升温快，耗能低，柔韧的薄膜机械性能和超薄的体积等优点，可广泛应用于工业、农业、医疗、建筑供暖、交通运输的加热干燥等多个领域。新型先进碳材料技术的应用使得相比目前市场上采用的传统电热辐射与电热对流取暖设备来说在生产成本、安装和使用效能方面有极大优势。
上图：以石墨烯为基础材料制备的电加热膜具有超薄结构和极佳的柔性
左下图：石墨烯电加热膜以0.1W/cm2的功率密度进行加热6秒后的红外图像(40°C)
右下图：石墨烯电加热膜以0.1W/cm2的功率密度进行加热10秒后的红外图像(60°C)
先进碳材-自主知识产权：
一系列发明专利。
2018-2020年先进碳材料方向论文发表
2020年
1.Confining sulfur in intact freestanding scaffold of yolk-shell nanofibers with high sulfur content for lithium-sulfur batteries. Journal of Energy Chemistry 51 (2020) 378–387
2.In situ sulfur-doped graphene nanofiber network as efficient metal-free electrocatalyst for polysulfides redox reactions in lithium–sulfur batteries. Journal of Energy Chemistry 47 (2020) 281-290.
3.“Room-like” TiO2 Array as a Sulfur Host for Lithium-Sulfur Batteries: Combining Advantages of Array and Closed Structures. ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 7609-7616.
4.Vertically aligned graphene nanosheets on multi-yolk/shell structured TiC@C nanofibers for stable Li–S batteries. Energy Storage Materials 27 (2020) 159-168.
5. Mechanistic investigations of N-doped graphene/2H(1T)-MoS2 for Li/K-ions batteries. Nano Energy 78 (2020) 105352.
6. Heater-Free and Substrate-Independent Growth of Vertically Standing Graphene Using A High-Flux Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition. Adv. Mater. Interfaces 2020, 2000854.
7. High-quality rGO/MoS2 composite via a facile “prereduction-microwave” strategy for enhanced lithium and sodium storage. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 821, 153207.
8. Porous Carbons: Structure-Oriented Design and Versatile Applications. Adv. Funct. Mater. 2020, 1909265.
2018年
1. Construction of low-defect and highly conductive 3D graphene network to enable great-sulphur-content cathode for high performance Li–S/graphene batteries. J. Mater. Chem. A, 2018,6, 22555-22565.
2.RGO-functionalized polymer nanofibrous membrane with exceptional surface activity and ultra-low airflow resistance for PM2.5 filtration. Environ. Sci.: Nano 2018, 5, 1813-1820.