玉米淀粉变身高端新材料

  洁白的玉米淀粉被缓缓推入生产车间，经过搅拌、碳化、活化、纯化等一系列工序后，黑色的粉末被封装运走。位于山西省清徐县的山西中科美锦炭材料有限公司（以下简称中科美锦），通过持续技术攻关，把玉米淀粉变成了新材料——超级电容炭。
  据了解，超级电容炭材料主要应用于超级电容器之中，而超级电容器是一种新型储能装置，其储能量是传统电容器的数万倍，既有电容器快速充放电的特性，又有电池的储能特性，具有功率大、循环寿命长等优点，目前已经在一些重要领域应用。
  “比如我们现在手机用的锂电池，充满电需要1个小时左右，但是超级电容器在1分钟以内就可以充满，而且不论严寒酷暑性能基本不打折扣。”中科美锦总经理朱庆华说。
  作为超级电容器的核心原材料，超级电容炭的品质直接决定了超级电容器的工作能力及使用寿命。过去，国内使用的超级电容炭以进口为主，从2015年起，中国科学院山西煤炭化学研究所投身电容炭国产化技术的攻关工作之中，在上百种原材料中一个个试，经过无数的试错，终于找到了最理想的原材料——玉米淀粉，并成功将产品从实验室搬进了工厂。
  从原材料到新材料是不断技术突破的结果。“活化的过程要求高温，并且有强腐蚀性添加剂，所以对设备的要求很高，我们不停地改良设备；纯化的过程需要把金属离子从碳表面的孔中脱离，在钝化过程中需要把含氧官能团去掉，这些都是我们的核心技术。”中科美锦生产负责人史久龙说。
从10吨级中试线到500吨级的批量生产线，目前中科美锦生产的超级电容炭已在多个下游企业进行产品检测，大部分指标与日本主流产品相同，个别指标超过国外产品。宁波中车新能源的应用证明显示，“经检测，电容炭比表面积、灰分、金属离子含量等指标均满足公司要求。”
作为新材料，超级电容炭的生产也是原材料“身价倍增”的过程。“一吨玉米淀粉的价格不过3000多元，一吨电容炭的价格却超过20万元，生产一吨电容炭需要4吨玉米淀粉以及其他添加剂，这也是新材料价值的体现。”史久龙说。
  近年来，清徐经济开发区持续改造提升煤化工等传统产业，培育壮大碳基新材料等新兴产业。“我们坚持以科技创新引领产业创新，推动‘院校-开发区-企业’紧密融合的创新联合体，中科美锦生产的玉米淀粉基超级电容炭被中国石化联合会认为为国内首创，是产业转型的重大突破。”清徐经济开发区管委会主任陈晓勇说。
  目前，超级电容器在各领域应用前景非常广阔，已经应用于轨道交通、城市公交、智能电网、消费电子等重要领域和环节，超级电容炭也将迎来广阔的市场。