玉米能做什么,?能蒸窩頭,能飼養(yǎng)牲畜,,能提取蛋白質(zhì),,能提煉酒精……而位于清徐經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的山西中科美錦炭材料有限公司,利用玉米淀粉制成電容炭,,附加值提升幾十倍,,打破了國外產(chǎn)品的壟斷。
在中科美錦產(chǎn)品展示室,,公司負(fù)責(zé)人石久龍把裝著一白一黑兩種物質(zhì)的瓶子放在前面,。他指著白色的物質(zhì)說,這就是玉米淀粉,,一噸是3000多元,。“你猜這個黑色的粉末多少錢,?”石久龍笑著說,,“這就是用玉米淀粉制成的電容炭。現(xiàn)在一噸的價格是20多萬元,,最貴時一噸30萬元,?!笔谬堈f,依靠科技,,玉米淀粉也能“點石成金”,。
科技創(chuàng)新是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素。當(dāng)前,,我國新能源汽車,、光伏產(chǎn)業(yè)欣欣向榮,但也遇到“瓶頸”,。“充電慢,、充電次數(shù)有限,、受氣溫影響大,這些都是新能源產(chǎn)業(yè)遇到的共性問題,?!笔谬堈f,新能源汽車,、光伏發(fā)電離不開電量的儲存,,上述問題的核心就是電容器“體質(zhì)”不強。
電容炭作為超級電容器的核心原材料,,它的品質(zhì)直接決定超級電容器的性能和使用壽命,。而電容炭生產(chǎn)工藝和配套設(shè)備條件嚴(yán)苛,我國的電容炭產(chǎn)業(yè)尚未成熟,,屬于“卡脖子”難題,。從2015年起,中科院山西煤化所課題組就投身于電容炭國產(chǎn)化技術(shù)的攻關(guān),?!昂蛺鄣仙鷮ふ液线m的燈絲一樣,我們也是在自然界的碳材料中尋找,,光淀粉就試過紅薯,、木薯、綠豆等幾十種材料,?!笔谬堈f,其實柳絮是制作電容炭的最佳材料,,但它不好收集,,而且不能全年供應(yīng),最終在無數(shù)的試錯中,,山西煤化所找到了最理想的電容炭原材料——玉米淀粉,。
“有了這個玉米淀粉制成的電容炭,,接下來就能制造超級電容器了?!笔谬埥榻B,,超級電容器是傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置,它的儲能量是傳統(tǒng)電容器的10萬倍,,既有超級電容器快速充放電的特性,,又有電池的儲能特性,具有功率大,、循環(huán)壽命長(10萬次到100萬次充放電后性能不發(fā)生明顯衰減)等優(yōu)點,。比如,現(xiàn)在手機用的鋰電池,,充滿電需要1至2小時,,但是超級電容器在1分鐘以內(nèi)就可以充滿,而且在-40℃至60℃之間基本不打折扣,。循環(huán)壽命使用長,,充電次數(shù)可達(dá)60萬次,即使新能源汽車報廢了,,超級電容器還能拆下來繼續(xù)使用,。此外,超級電容器還具有安全性高,、環(huán)保等特點,,遇碰撞、擠壓,、穿釘?shù)炔粫鸹?、爆炸,在生產(chǎn),、使用,、存儲過程中,不產(chǎn)生有害化學(xué)品,,不用重金屬,,是綠色環(huán)保的儲能裝置。目前,,超級電容器應(yīng)用前景非常廣闊,,已經(jīng)應(yīng)用于軌道交通、城市公交,、智能電網(wǎng),、消費電子等領(lǐng)域。
要想以科技創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,,就必須及時將科技創(chuàng)新成果應(yīng)用到具體產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈上,。2016年,,美錦能源與山西煤化所強強聯(lián)手,美錦能源投資2300萬元用于中試技術(shù)攻關(guān),,獲得16項專利,。2019年建成10噸級電容炭中試線,完成優(yōu)化固化形成工藝包,。2021年4月,,中國石化聯(lián)合會組織邀請國內(nèi)炭素產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍人才和下游主流用戶對玉米淀粉基電容炭進(jìn)行評估認(rèn)定,認(rèn)為屬于國內(nèi)首創(chuàng),,達(dá)到國際先進(jìn)水平,,具備進(jìn)口替代的能力。2021年8月,,美錦能源與山西煤化所簽訂協(xié)議,,共同成立山西中科美錦炭材料有限公司,投資1.6億元建設(shè)1000噸淀粉基電容炭產(chǎn)業(yè)化項目,。
“這幾年,我們的中試產(chǎn)品被寧波中車新能源,、錦州凱美等用戶試用,。據(jù)客戶反饋,大部分指標(biāo)與日本主流產(chǎn)品相同,,個別指標(biāo)超過國外產(chǎn)品,。”石久龍說,,新質(zhì)生產(chǎn)力是推動高質(zhì)量發(fā)展的重要動力,。目前,全國每年進(jìn)口電容炭2萬噸,,今年中科美錦的玉米淀粉基電容炭一期(500噸)投產(chǎn)后,,有望實現(xiàn)電容炭的國產(chǎn)化和進(jìn)口替代,解決困擾我國超級電容器行業(yè)多年的難題,。