从“碳素大国”转向“碳素强国”,关键在于加速科研攻关

刘忠范院士表示:材料是石墨烯产业的基石,没有规模化制备技术的突破,便没有石墨烯产业;同时,石墨烯材料的质量提升需循序渐进,需要不惜努力和追求极致的工匠精神。

科技日报记者 王延斌 通讯员 刘丁 李超

一连多年,已经70多岁的中国碳素行业协会常务理事、特聘顾问、名誉副会长孙庆都在呼吁一件事,那就是碳素行业要上下游合作,尽快突破,以完善优质产业链。让他没想到的是这一呼吁如今“落实得比较理想”。

8月7日,在山东省嘉祥县举办的中国(济宁)先进碳材料产业发展高峰论坛上,孙庆又提到了上述愿望。孙庆表示:我国在碳素行业几大主要品种,比如石墨电极、铝用预焙阳极和阴极、矿热炉用炭电极、炭块类、炭糊类、特炭类、负极材料等产能、产量、销量均居全球首位,是名副其实的碳素大国。他同时也提出希望:整个行业在关键领域要加强科研攻关,提质降耗,提高国产化率,尽早实现由碳素大国向碳素强国转变。

科技日报记者了解到,该论坛是由山东省科技厅、山东省科协、济宁市政府主办。刘忠范、徐春明两位中国科学院院士现身出场并做了报告,全国碳材料产业链有关企业100余人参加了会议。

“碳”既是最硬又是最软的材料;既是绝缘体又是导电体;既是隔热材料又是导热材料;既是全吸光材料又是全透光材料。以石油化工、煤化工行业的生产废渣,即石油焦和沥青焦作为主要原料,经过十几道复杂工序,3个月左右的较长工艺流程生产出各种碳素制品,被广泛应用于钢铁、有色金属、机械、化工、电子、航天、航空、核工业、军事及医学等领域。

按照用途及工艺分类,碳素产品可分13类,除了上文提到的,还有碳纤维、石墨烯等。

中国科学院院士刘忠范深耕石墨烯领域多年,带领着北京石墨烯研究院取得了多项突破性成果,比如A3尺寸石墨烯薄膜产品、超洁净石墨烯薄膜等等。

在他心目中,石墨烯拥有神奇的特性,比如它是最轻、最薄的材料,也是最强、最硬的材料;它是最好的导电材料,也是最好的导热材料。据其透露,截至2021年,全国已建成石墨烯产业园区37个,江苏、浙江、山东等七个省市相对集中。

刘忠范院士表示:材料是石墨烯产业的基石,没有规模化制备技术的突破,便没有石墨烯产业;同时,石墨烯材料的质量提升需循序渐进,需要不惜努力和追求极致的工匠精神。

徐春明院士谈到了“双碳”背景下储能与材料技术的发展。他的判断是实现“双碳”的重要前提是经济发展,节能减排是第一选择,而能源结构调整是根本,绿电氢重构传统化工。

在谈到储能与碳材料时,他认为“缺少成本低廉且不受地点限制的大规模长时储能设备”是行业痛点,而针状焦、石墨烯粉体成为众多解决方案的选择。

他提到的针状焦是生产石墨电极和电池负极材料的原料。

值得注意的是该论坛的举办地山东省嘉祥县先进碳材料的龙头企业——山东益大新材料股份有限公司(以下简称益大新材料)是国内最主要的油系针状焦供应商,其针状焦出货量20万吨和出口量1.3万吨均为国内首位。

提到益大新材料的崛起,孙庆非常认可。

从一个默默无闻的科技型中小企业一跃成为国内细分领域的龙头,益大新材料的核心做法便是科技创新,借助院士团队,内外发力,锻造出了自己的核心竞争力。

在龙头带动下,位于山东省西南部的嘉祥县在特碳材料赛道上开辟了新天地。

他们拥有碳材料生产、销售企业20余家,产业链完整,产品涵盖碳基础材料、高端碳应用材料、新能源石墨制品、沥青新材料、锂电池材料等类型,2021年产值超40亿元。记者了解到,为促进先进碳材料产业集群集聚发展,他们投资20亿元建设了占地600亩的碳碳新材料产业园,目前已成为国内最大的石墨热场生产基地。

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