新能源材料已经成为世界各国发展低碳经济的重点突破方向和技术制高点。建立充足、清洁、经济和安全的可持续发展能源结构、科学高效地利用和开发能源也是我国面临的核心战略问题之一。太阳能光伏电池及系统制造业是以硅原料的分离、提纯和多晶材料的制备为基础和前提；核电的发展离不开核燃料、核级不锈钢等材料的发展；风能的发展离不开高性能风机叶片材料的发展；燃料电池离不开质子交换膜、催化剂的发展；新能源汽车行业的发展离不开铝合金、碳纤维复合材料等轻量化材料，同时需要锂电、燃料电池材料、驱动电机材料的发展。新能源材料涉及能源转换与储存等技术，在优化能源结构、提高能源利用效率、发展新型能源、解决环境污染等方面具有关键支撑作用。在此，仅择取一二进行介绍。

石墨烯

石墨烯自2004年被发现以来，由于具有奇特的电子及机械性能而引起了世界范围的研究热潮。科学家们认为，石墨烯有望彻底变革材料科学领域，在动力电池、LED散热、超级电容器等新能源材料领域，石墨烯都大有用武之地。

世界各国已经竞相投入巨资开展石墨烯的科研及商业化工作。2013年下半年，欧盟未来新兴技术（FET）石墨烯旗舰计划发布了首份招标公告和科技路线图，介绍拟资助的研究课题和支持课题。根据路线图，石墨烯旗舰计划分两个阶段进行：初始阶段2013年10月至2016年3月31日，共资助5400万欧元；稳定阶段2016年4月起，每年资助5000万欧元。英国将投资5000万英镑在曼彻斯特大学建设石墨烯全球研究和技术中心，支持石墨烯研发能力建设，保证英国在石墨烯领域的领先地位。

我国石墨矿储量占世界总储量的75%，产量占世界总产量的72%。研究石墨烯材料我国有着先天的原材料优势。但在编制《新材料产业“十二五”发展规划》时，由于石墨烯研究尚未达到像目前这样的热度，在规划文本、产品目录中未能作为重点列入。今天，创新设计必须关注有着巨大应用前景的石墨烯材料。

由于石墨烯大规模的制备技术尚未成熟，石墨烯仍处于由研发向产业化迈进的阶段。我国在刚刚开始石墨烯的产业化研发工作，在2013年底才建成年产300吨的石墨烯生产线和年产1000万片的大面积单层石墨烯薄膜生产线。今后几年时间中，石墨烯的研究重点将仍将放在石墨烯及其复合材料制备理论与方法上，以实现石墨烯及其相关产品的高质量低成本批量化制备。在不同领域科学家和工程师的共同努力下，石墨烯应用时代会早日到来。

核电材料

核能是各种可持续能源中应用最成熟的一种，在今后几十年内，核能发电仍将作为一种主要能源存在。我国规划至2020年核能发电达8600万千瓦，今后几年将是我国核电装机容量快速增长的时期。

一台百万千瓦的压水堆核电机组，核岛通常包括1台反应堆压力容器、1台稳压器、3台蒸汽发生器、3台主冷却泵、3台蓄势器、1台硼注射器、堆芯及堆内构件和控制棒驱动机构等。所用金属材料主要有碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、镍基合金、钛管和锆合金等。核电材料中有色金属材料起着重要作用。核反应堆中结构材料主要为锆合金，由于燃料的消耗及辐射，每年要更换三分之一，使其成为经常性消耗材料。目前我国锆材主要依赖进口，严重制约我国核电工业的发展。

为了能够更安全更高效的利用核能提供所需能源，必须对核反应堆技术进行创新设计，使核电厂能够在更加严苛的环境条件下工作。这对反应堆堆芯材料性能将提出更高要求，核电材料必须走国产化道路。核燃料、包层、结构材料、反应堆容器等材料的国产化是制造第四代高效核反应堆的最大难点。