签订上亿元技术输出合同,实现碳纳米管超大批量生产——
赢纳材料:点“碳”成金,逐浪新材料蓝海
赵社涛向记者介绍碳纳米管。记者 杨晨 摄
赵社涛在展会上推介碳纳米管。采访对象供图
电子显微镜下的碳纳米管内部结构。采访对象供图
聚源材料科技有限公司碳纳米管生产工厂项目效果图。采访对象供图
本报记者 云莹 杨晨 通讯员 乔佳
碳纳米管是一种新型复合材料,理论强度是钢的100倍,密度仅为钢的1/6,同时具有优异的导电性、散热性和化学稳定性,使其成为材料科学、电子、能源等领域的“超级材料”。在丹阳高新技术创新园,就有一家企业锚定碳纳米管的产业化应用,持续开展技术攻关,通过技术输出建成单台设备年产千吨级的新型碳纳米管生产线,实现了这一新材料的大型工厂化生产。近日,记者走进了这家企业——赢纳材料科技(镇江)有限公司一探究竟。
“这就是碳纳米管,作为导电剂已在锂电池产业得到广泛应用。”在创新园入孵企业赢纳材料科技(镇江)有限公司,总经理赵社涛拿出了一袋黑乎乎的粉末一边介绍一边打开显示屏,展示碳纳米管在高分辨电子显微镜下的成像图。“你们看,碳纳米管就是石墨化的碳原子卷曲而成的纳米级无缝中空管状结构。”赵社涛告诉记者,碳纳米管是20世纪90年代由日本科学家发现的一种新材料,被学界认为是“人类所能制造出来的最强、最刚、最硬,同时也是最好的热和电导体材料”,在触摸屏、晶体管、生物医疗、光伏电池等领域有着广阔市场。早期由于产量少,一克碳纳米管一度要价300多美元。
化学工程专业的赵社涛早早地就关注到了这一新材料,也十分看好它的市场前景。2001年,从四川大学毕业后,他进入研究所工作,几年后跳槽到化工企业搞技术,后来又自己创业办公司。这个过程中,他持续关注着碳纳米管行业,不断搞研究、做实验,致力于碳纳米管的规模化生产。
2017年,赵社涛被丹化集团聘为技术顾问,他因此来到了丹阳工作,并于2022年成立了赢纳材料科技(镇江)有限公司。用赵社涛自己的话来说,这二十多年来,他一边干活攒本钱,一边把赚来的钱投入碳纳米管的研究上。尤其是公司成立以来,平均每年的研发投入超过200万元,获得了各类专利20多项。
近年来,随着国内动力电池产业的快速增长,作为导电剂的碳纳米管的市场规模也不断扩大。“单是在动力电池领域,碳纳米管已达到了每年几十亿元的市场规模,未来还会继续增长,突破百亿级。”对产业发展充满信心的同时,赵社涛清晰地认识到,巨大的碳纳米管应用市场,需要足够与其匹配的碳纳米管生产能力来支撑,低成本高质量的碳纳米管的可持续供应,才能打开潜在下游应用市场。而国内碳纳米管工厂单台设备最大年产能为百吨级,满足不了市场需求。
为解决更大规模的碳纳米管生产,赵社涛以材料报国、科技创新为己任,在20多年研发积淀的基础上,带领赢纳材料团队又经过2年技术攻关,逐一化解第一代、第二代碳纳米管工厂生产中的痛点、堵点,其创新研发的第三代碳纳米管工厂大型化生产方案,以产学研合作的形式,技术输出给了贵州省遵义市聚源材料科技有限公司,建设碳纳米管生产和应用的大型工厂。该工厂占地105.8亩,项目总投资6.8亿元。该项目结合固定床和流化床设备的优势,在大型设备上实现了薄壁碳纳米管产品的单台设备千吨级年生产能力,具有能实现长周期连续运转、设备可大型化和布局紧凑等优势,实现了薄壁碳纳米管的超大批量生产。同时,根据不同用途可以形成多种规格,如生产平均管径15纳米的通用碳纳米管、平均管径8.5纳米的阵列碳纳米管等。赢纳材料公司也通过此次技术输出,签订了上亿元的技术输出合同,与合作方实现了双赢,把新技术变成了实实在在的生产力,真正把科技成果写在了大地上。
“第三代碳纳米管工厂的单台设备可以年产1000吨碳纳米管粉体,产能是第二代工厂单台流化床反应器产能的3~10倍。”赵社涛举例,新建一个年产5000吨碳纳米管粉体的工厂,原来需要25台设备,使用赢纳材料公司的新技术,只需要5台设备就可以。而单台设备的大型化,不仅降低了工厂建设成本、生产成本,减少了人工,更利于生产线的管理,产品的稳定性也大大提升了。“碳纳米管成产成本的降低,反过来又会加速打开新应用的大门。”
如同碳纳米管产业从无到有、从小到大的渐进发展过程,赢纳材料公司在创新园的孵化下也逐步成长。“园区服务团队对入孵企业悉心呵护,手把手指导我们怎样开公司办企业,让我可以心无旁骛地投入研发中。”赵社涛说,园区的创业氛围浓厚,产业链贯通、配套完善,“比如我在实验室做的东西,马上就能送到楼下的电镜检测平台去检测,很方便。”未来,赢纳材料公司将继续逐浪碳纳米管蓝海,推动碳纳米管的深加工应用在丹阳落地。
丹阳高新技术创新园相关负责人表示,像赢纳材料公司这样从事新材料研发生产的企业,园区还有许多家。他们锚定目标攻坚不怠、厚积薄发,为丹阳新材料产业添砖加瓦。作为丹阳市级科技创新中心,创新园瞄准先进新材料产业,贯通技术研发、企业孵化、产业创新加速全链条,依托公共技术平台资源,汇聚高层次人才与优质项目,形成楼上下就是上下游,园内外串起产业链融通发展的新气象。凭借在前沿新材料领域的卓越表现和创新实践,不久前创新园成功获评江苏省首批标杆孵化器。今后,创新园将继续承担新兴产业培育、双创生态构建等核心职能,持续推动区域科技创新,为新质生产力发展赋能。
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