全球首创技术实现持久的发热效能

全球首创技术实现持久的发热效能


来源:欧宝注册登录  作者:欧宝app官方  2022-09-26 07:20:21

  走进厦门弗能科技有限公司生产车间,记者看到了一排排整齐摆放的高温氟化设备,几名研发人员正紧张地盯着控制面板,关注着生产参数的变化,高温反应炉正是国家紧缺的功能性材料-----氟化碳。“长期以来,该领域主要技术掌握在美、日等发达国家手里,我们有望率先实现该材料的国产化。”2月24日,弗能公司有关负责人告诉记者。

  弗能科技是厦门火炬石墨烯新材料专业孵化器(以下简称火炬石墨烯孵化器)引进的一家先进碳材料企业。4年前,厦门火炬高新区在全省首创认定专业众创空间,探索成立火炬石墨烯孵化器,多年来,该孵化器聚焦以石墨烯为代表的新材料专业细分领域,根据企业全周期的成长需求,搭建了“众创-孵化-加速-产业化”的梯度孵化体系,精准滴灌,提供完善的软硬件服务。

  发热长椅、航天器电池、碳基净化材料一批打破国际垄断、填补空白、具备核心技术的企业纷纷布局厦门火炬石墨烯孵化器,在这里落地生根,长成参天大树。

  氟化碳是目前世界上理论能量密度最高的原电池固态正极材料,在电子器件、生物医学和装备电源等领域有广阔应用前景。合成氟化碳具有一定的危险性,国际主流的氟化碳材料难以实现“能量密度高”和“功率密度高”的兼顾,我国在该领域起步较晚,相关研究及产业结构缺失。

  如何工业化、高效、安全制备高性能氟化碳材料?2019年,厦门弗能科技有限公司落地厦门火炬石墨烯孵化器,围绕新型功能材料氟化碳的产业化及应用研发开展工作。

  瞄准新型氟化碳材料的规模化制备,经过多年技术攻关,厦门弗能科技有限公司技术团队形成具有我国自主知识产权的氟化碳规模化制备技术,实现核心材料国产化,满足新一代武器装备向小型化、混合化、群体化、远程化、智能化等方向发展对“双高”锂电池的需求。

  技术成果从实验品快速走向产品的背后,离不开厦门火炬石墨烯孵化器的“加速助跑”。2020年,该孵化器被科技部火炬中心认定为国家级科技企业孵化器(专业类),多年来在完善物理载体的同时,针对石墨烯等先进碳材料行业技术密集、资金密集的特点,打造公共技术服务平台、专业孵化器、产业园、产业投资基金、福建省协同创新平台的“五个一”平台,为企业提供专业化、高附加值的服务,将“软环境”化为硬支撑。

  “目前,企业已完成700多平研发实验室建设,完成功率氟化碳材料长程和局部结构、三维导电网络构建等制备技术研究,突破现有高功率氟化碳材料高温定向氟化制备技术。”厦门弗能科技有限公司有关负责人透露,2021年,公司计划投入2000万元,建设年产5吨氟化碳及纳米氟化碳生产线,实现氟化碳材料的国产化。

  在厦门中易宏普纳米科技有限公司,技术人员坐在公司自主研发的石墨烯玻璃发热长椅上,上面的玻璃可以喷涂各种图案,将广泛应用在城市里主要的公交车站、公园、旅游景点等场所,

  “石墨烯玻璃发热长椅不但可以发热,而且节约能耗、抗菌。冬季寒冷天气人们坐上去会享受到北方热炕头的温暖。”厦门中易宏普纳米科技有限公司有关负责人介绍说。

  石墨烯产业被我国列为“先导产业”,正引领着新一轮的科技革命与产业变革。当前,国际国内上石墨烯发热主要是依靠发热薄膜。然而,薄膜本身是一种塑料产品,因此在受热的过程中,会产生热胀冷缩反应导致薄膜寿命短、性能衰减及耗电增加等问题。如何解决?

  “我们发现石墨烯和碳纳米管都是碳元素的同素异形体,都拥有各自的神奇特性。石墨烯作为片状结构,在横向上的超导性能十分优越,而碳纳米管正好相反,在纵向上与石墨烯形成互补。”厦门中易宏普纳米科技有限公司有关技术人员说,因此,研究人员将两者进行有效的结合,形成了超导性能更加卓越的新型碳纳米复合材料,并通过特种工艺直接喷涂在玻璃上发热。

  该技术属于全球首创,目前产品已实现产业化。落地厦门火炬石墨烯孵化器短短一年间,厦门中易宏普纳米科技有限公司便取得了一系列重要进展:获得韩国2020年新技术-新产品认证大奖;石墨烯渗透锌粉重防腐涂料在国家航材院完成了各项相关检测,下一步将投建整条大规模生产线,为航材院提供石墨烯渗透锌粉重防腐涂料。

  “火炬石墨烯孵化器最大的特点是,它要孵化的不是单个企业,而是要在厦门培育石墨烯新材料新兴产业,构建产业生态。”火炬石墨烯孵化器有关负责人介绍,在厦门火炬高新区的支持和引导下,火炬石墨烯孵化器形成了“创新生态圈”,带来了诸多发展机会。

  看中这一“创新生态圈”的还有厦门创新创业园企业泰启力飞公司。该企业专注于石墨烯复合材料自主研发及其产品工业化应用,公司总经理甘秋洋说,火炬石墨烯孵化器公共技术服务平台帮助公司解决了材料的就近检测难题,不仅缩短了检测周期,而且使检测成本降低约一半。

  在偌大宽敞的研发车间,科炭(厦门)新材料有限公司的研发工程师们紧张有序地忙碌着,透明屏蔽墙内新型碳基材料的生产线上,一桶桶高纯度的氧化石墨烯浆料、一盒盒的新型石墨烯电磁屏蔽薄膜材料缓缓有序地输送到车间外

  “这系列高效石墨烯屏蔽材料,具有轻薄、柔韧可折叠、耐燃耐腐蚀等显著优势,可满足电子产品、国防航天装备、电力电缆不同应用场景和需求。”科炭(厦门)新材料有限公司有关负责人介绍说。

  5G时代来临,新一代高度集成、高功率和高频电子器件数量急剧增加,电磁干扰和辐射问题日益突出。开发高性能电磁屏蔽材料是抑制电磁干扰和污染的重要手段,也是保证电子设备正常运转不可或缺的组件。

  然而,当前国内屏蔽材料性能低、产品单一,高端屏蔽材料依赖进口。因此,开发集质量轻、厚度小、柔韧性好、屏蔽性能优于一体的新型电磁屏蔽材料依然面临不小的挑战。

  针对这一痛点,科炭(厦门)新材料有限公司研发团队创新性开发了拥有自主知识产权的抑制石墨烯堆垛和团聚技术、超薄屏蔽膜制备技术等核心关键技术,研制了石墨烯-活性炭复合材料、超薄石墨烯膜和高弹性多孔石墨烯膜等高效屏蔽材料。当前,公司载银活性炭材料已陆续在飞利浦等厂家净化产品上使用,柔性石墨烯屏蔽薄膜也将用于手机等电子通信产品。

  火炬石墨烯孵化器有关负责人表示,未来,火炬石墨烯孵化器将加大高层次人才的引进,整合科研与产业资源,提升产业创新能力与优质项目的吸附力,助推厦门火炬高新区成为全国有影响力的石墨烯创新中心和产业高地,带动福建省石墨烯新材料产业发展水平再上新台阶。

  截至目前,厦门火炬高新区累计引进孵化近60个石墨烯新材料项目,其中,产业化项目占福建省半数以上,从制备设备、石墨烯材料到下游应用,已形成较为完整的石墨烯产业发展链条。同时,火炬石墨烯也成为福建省石墨烯产业“两核三区”示范龙头,并助力厦门成为国内六个石墨烯产业发展重点地区之一。(记者谢开飞 通讯员 郭文晨 李幼君 谢桂玲)

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