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海归博士张卫珂:匠心“打磨”新材料产业

2019-07-11 16:58 来源: 阳泉日报 作者: 史兆慧

7月初,太原理工大学已经放暑假。对于大多数老师来说,每年的这个时候是放松休闲的时候,可该大学环境科学与工程学院副教授张卫珂来不及休息,马不停蹄地转战第二阵地——阳泉,因为他还是山西中兴环能科技股份有限公司总经理。

在中兴环能公司400平方米的实验室里,制氢产碳设备平稳运行,发出嗡嗡声响。操作台前,张卫珂摆弄各种设备已经4个小时了。和北京环宇京辉京城气体科技有限公司签署合作协议后,他一头扎进实验室,紧锣密鼓地进行低碳零排放的中试。

从实验室出来,张卫珂又奔忙在采购设备、调试机器的路上,足迹遍布陕西、山东、河南、上海等地。他说:“这次订购的附属设备,将为后续碳氢产业一体化项目实施打下基础。”

在中兴环能公司的产品展示橱窗里,记者见到,一个玻璃密封瓶里装着细小的黑色粉末,因在显微镜下其分子的横切面呈洋葱状,故称“纳米洋葱碳”。这些黑色的粉末,正是我市重点发展的新材料产业的代表产品之一,汇聚着我市转型发展的新动能。

“煤层气催化裂解零排放制备纳米碳材料项目主要以煤层气为原料,通过化学气相沉积法,对煤层气进行催化裂解,制备高附加值的纳米洋葱碳,同时得到清洁能源氢气。”张卫珂说。

今年38岁的张卫珂,读博士的时候就专攻纳米碳材料制造研究,从澳大利亚学成回国后就职于太原理工大学。

翻开张卫珂的简历,他的科研成果占据了绝大部分的篇幅:《碳纳米管/导电聚合物薄膜电极的制备及其在超级电容器中的应用》《氮氧化物在含铜类钙钛石型复合氧化物纳米纤维和晶粒上的分解》获得山西省基础研究项目青年科技研究基金;《零排放制备氢气及纳米碳材料》成为山西省回国留学人员科研资助项目,取得了《零排放制氢发电产碳装置》《天然气煤层气煤气液化气彻底燃烧催化剂》等15项发明专利……

张卫珂说,与阳泉的结缘纯属偶然,但也是偶然中的必然。

2014年,感动于我市在“海外博士阳泉行”活动中的热情和执着,张卫珂带着他的“煤层气催化裂解零排放制备纳米碳材料”项目走进开发区,注册成立了山西中兴环能科技有限公司。

“企业突出的人才优势和强大的技术支撑,使得项目设备和工艺流程在完全依靠自主设计的条件下,也能顺利进行。”张卫珂说,科技是第一生产力,公司成立伊始,中兴环能便“立足科技发展,着力自主创新”。人才优势成为了公司深化“产学研”合作的有利条件。

在我市各级各部门的关心支持下,中兴环能公司成功创建了纳米碳材料实验室及催化剂实验室,并被批准为“阳泉市重点实验室”,分别与太原理工大学和山西工程技术学院签订了“产学研”合作协议,“产学研基地”正式挂牌。  

从实验室制备克级别的纳米碳材料到百克级别单管反应器设计,再到实现日产公斤级纳米碳材料,中兴环能公司成功地完成了从实验室到工厂化生产的转变。经过多年的努力,2017年11月,该公司的技术再次取得突破,产品实现了吨级量产,成为了全球首家同类产品实现吨级量产的企业。

领先的自主技术、良好的产品性能,吸引了诸多单位、企业主动上门,寻求合作——日本三菱集团表示愿意和企业开展合作;中科院物理所、高压所达成意向订单;西安工程大学订购了纳米洋葱碳用于研究;电子科技大学柔性传感器项目组将公司的产品用于柔性屏的研究,经测试达到预期效果,并与公司达成合作意向,为纳米碳材料应用开辟了更广阔的空间。公司还在上海股权托管交易中心挂牌上市,许多风险投资公司纷纷来企业调研考察。  

公司生产的纳米碳材料目前已经在润滑油领域得到广泛应用,推出了“碳元美烯”品牌汽油车、柴油车用润滑油;在超级电容器领域,以公司生产的纳米碳材料为导电胶,制备的纽扣式超级电容器与目前市场上super-p导电胶相比,其电容量提高了近20%,且循环稳定性经过5000次循环以后电容量下降保持在10%以内。

张卫珂先后被评为山西省第九届优秀科技工作者、2018年度三晋英才青年人才,获得第十六届“山西青年五四奖章”、山西省第三届杰出青年创业奖。“煤层气催化裂解零排放制备纳米碳材料”项目获得中国创新创业大赛山西赛区优秀奖、2018年阳泉市“创青春”创新创业大赛成长组一等奖。

值得一提的是,“煤层气催化裂解零排放制备纳米碳材料”项目对煤层气的转化率高达90%,除产品外只产生氢气,无废物排出,而且还可对氢气进行收集,用于氢燃料电池的发电,循环利用,形成完整的产业链,对环境不造成二次污染,实现了真正意义上的“近零排放”。

今年,公司与京辉气体公司合作,着重推进碳氢产业一体化项目。目前该项目正进行总体规划、控制性规划、产业规划、招商规划等编制工作。谈到未来,张卫珂说,公司下一步将不断延伸碳氢产业链条,推进产品向下游产业延伸、拓展,带动相关产业集链成环、一体化发展,打造出阳泉制造的“高精尖”,推动我市新材料产业发展。 (史兆慧)

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