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海歸博士張衛珂:匠心“打磨”新材料產業

2019-07-11 16:58 來源: 陽泉日報 作者: 史兆慧

7月初,太原理工大學已經放暑假。對于大多數老師來說,每年的這個時候是放松休閑的時候,可該大學環境科學與工程學院副教授張衛珂來不及休息,馬不停蹄地轉戰第二陣地——陽泉,因為他還是山西中興環能科技股份有限公司總經理。

在中興環能公司400平方米的實驗室里,制氫產碳設備平穩運行,發出嗡嗡聲響。操作臺前,張衛珂擺弄各種設備已經4個小時了。和北京環宇京輝京城氣體科技有限公司簽署合作協議后,他一頭扎進實驗室,緊鑼密鼓地進行低碳零排放的中試。

從實驗室出來,張衛珂又奔忙在采購設備、調試機器的路上,足跡遍布陜西、山東、河南、上海等地。他說:“這次訂購的附屬設備,將為后續碳氫產業一體化項目實施打下基礎。”

在中興環能公司的產品展示櫥窗里,記者見到,一個玻璃密封瓶里裝著細小的黑色粉末,因在顯微鏡下其分子的橫切面呈洋蔥狀,故稱“納米洋蔥碳”。這些黑色的粉末,正是我市重點發展的新材料產業的代表產品之一,匯聚著我市轉型發展的新動能。

“煤層氣催化裂解零排放制備納米碳材料項目主要以煤層氣為原料,通過化學氣相沉積法,對煤層氣進行催化裂解,制備高附加值的納米洋蔥碳,同時得到清潔能源氫氣。”張衛珂說。

今年38歲的張衛珂,讀博士的時候就專攻納米碳材料制造研究,從澳大利亞學成回國后就職于太原理工大學。

翻開張衛珂的簡歷,他的科研成果占據了絕大部分的篇幅:《碳納米管/導電聚合物薄膜電極的制備及其在超級電容器中的應用》《氮氧化物在含銅類鈣鈦石型復合氧化物納米纖維和晶粒上的分解》獲得山西省基礎研究項目青年科技研究基金;《零排放制備氫氣及納米碳材料》成為山西省回國留學人員科研資助項目,取得了《零排放制氫發電產碳裝置》《天然氣煤層氣煤氣液化氣徹底燃燒催化劑》等15項發明專利……

張衛珂說,與陽泉的結緣純屬偶然,但也是偶然中的必然。

2014年,感動于我市在“海外博士陽泉行”活動中的熱情和執著,張衛珂帶著他的“煤層氣催化裂解零排放制備納米碳材料”項目走進開發區,注冊成立了山西中興環能科技有限公司。

“企業突出的人才優勢和強大的技術支撐,使得項目設備和工藝流程在完全依靠自主設計的條件下,也能順利進行。”張衛珂說,科技是第一生產力,公司成立伊始,中興環能便“立足科技發展,著力自主創新”。人才優勢成為了公司深化“產學研”合作的有利條件。

在我市各級各部門的關心支持下,中興環能公司成功創建了納米碳材料實驗室及催化劑實驗室,并被批準為“陽泉市重點實驗室”,分別與太原理工大學和山西工程技術學院簽訂了“產學研”合作協議,“產學研基地”正式掛牌。  

從實驗室制備克級別的納米碳材料到百克級別單管反應器設計,再到實現日產公斤級納米碳材料,中興環能公司成功地完成了從實驗室到工廠化生產的轉變。經過多年的努力,2017年11月,該公司的技術再次取得突破,產品實現了噸級量產,成為了全球首家同類產品實現噸級量產的企業。

領先的自主技術、良好的產品性能,吸引了諸多單位、企業主動上門,尋求合作——日本三菱集團表示愿意和企業開展合作;中科院物理所、高壓所達成意向訂單;西安工程大學訂購了納米洋蔥碳用于研究;電子科技大學柔性傳感器項目組將公司的產品用于柔性屏的研究,經測試達到預期效果,并與公司達成合作意向,為納米碳材料應用開辟了更廣闊的空間。公司還在上海股權托管交易中心掛牌上市,許多風險投資公司紛紛來企業調研考察。  

公司生產的納米碳材料目前已經在潤滑油領域得到廣泛應用,推出了“碳元美烯”品牌汽油車、柴油車用潤滑油;在超級電容器領域,以公司生產的納米碳材料為導電膠,制備的紐扣式超級電容器與目前市場上super-p導電膠相比,其電容量提高了近20%,且循環穩定性經過5000次循環以后電容量下降保持在10%以內。

張衛珂先后被評為山西省第九屆優秀科技工作者、2018年度三晉英才青年人才,獲得第十六屆“山西青年五四獎章”、山西省第三屆杰出青年創業獎。“煤層氣催化裂解零排放制備納米碳材料”項目獲得中國創新創業大賽山西賽區優秀獎、2018年陽泉市“創青春”創新創業大賽成長組一等獎。

值得一提的是,“煤層氣催化裂解零排放制備納米碳材料”項目對煤層氣的轉化率高達90%,除產品外只產生氫氣,無廢物排出,而且還可對氫氣進行收集,用于氫燃料電池的發電,循環利用,形成完整的產業鏈,對環境不造成二次污染,實現了真正意義上的“近零排放”。

今年,公司與京輝氣體公司合作,著重推進碳氫產業一體化項目。目前該項目正進行總體規劃、控制性規劃、產業規劃、招商規劃等編制工作。談到未來,張衛珂說,公司下一步將不斷延伸碳氫產業鏈條,推進產品向下游產業延伸、拓展,帶動相關產業集鏈成環、一體化發展,打造出陽泉制造的“高精尖”,推動我市新材料產業發展。 (史兆慧)

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