新材料產業不僅是國民經濟戰略性、基礎性產業，也是山西省推動製造業結構性最佳化、加速新舊動能轉換、實現轉型升級的重要引擎。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學等領域具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性材料。超級電容器作為一種新型電化學儲能器件，具有功率密度高、迴圈壽命長、使用溫度範圍寬、安全可靠、環境友好等特點，市場發展勢頭十分強勁。超級電容器作為高功率電源，已廣泛應用於軌道交通、電動公交、智慧四表、風電和智慧電網等新興市場。
但是，石墨烯的效能並未完全被髮掘並應用至生產，該材料在很多領域仍存在十分廣闊的發展空間。超級電容器的核心材料“電容炭”長期依賴進口，價格昂貴，是行業“卡脖子”難題。對此，省科技廳自2017年開始，透過山西省關鍵核心技術和共性技術研發、山西省科技重大專項、山西省重點研發計劃等形式，支援石墨烯、超級電容器材料研發累積2565萬元。
在石墨烯方面，科研人員從石墨烯製備的基礎工藝實驗起步，再到工程化技術自主攻關，最終在煤化所中試基地建成年產1噸的“石墨烯”中試生產線。該生產線至今仍平穩執行，在掌握核心技術的基礎上，還實現了高品質石墨烯的批次化、可控穩定生產，讓山西成為石墨烯領域的領先者。
在超級電容器材料方面，科研人員首次打通了澱粉基電容炭批次化製備路線，解決了一系列技術難題，獲得高品質電容炭，並實現產品定型、工藝固化以及與終端使用者的無縫對接，為國內電容炭產業化奠定了堅實的技術基礎。歷經近三年，攻克“電容炭”的中試技術難題，2019年6月建成了年產10噸的中試示範線。今年5月，又通過了中國石油和化工聯合會的科技成果評估，達到了國際先進水平，具備了替代進口產品的能力。所開發的產品已透過國內外多家超級電容器領軍企業的應用評測。8月18日，山西中科美錦炭材料有限公司投資協議簽約，標誌著中國科學院山西煤炭化學研究所與山西美錦能源股份有限公司聯合攻克的超級電容器材料“電容炭”的技術難題，具備了替代進口產品的能力，現已進入生產線建設階段。
中國正迎來新材料國產化的春天，圍繞新材料產業領域，省科技廳將持續加大投入，推動新材料產業突破更多的“卡脖子”技術，助力新材料技術、科技成果轉移轉化，為山西省打造新材料支柱產業提供源源不斷的新力量。
來源：山西省科技廳
