玉米淀粉“摇身一变” 身价随之剧增百倍

中科美锦淀粉基电容炭产业化项目生产线上的工人正在调试设备。本报记者王媛摄

轻轻一碰就能为手机充满电，等待一个红绿灯的时间就能将电动车充满电……这些充满未来科技感的新能源应用场景正在变为现实，其奥秘就是它们搭载的“超级电容器”，而原材料竟是普通的玉米。

在清徐县中科美锦淀粉基电容炭产业化项目生产线上，洁白的玉米淀粉经过低温交联、中温炭化、高温活化、深度纯化、表面钝化等一道道工序之后，变成了一粒粒乌黑的炭球。这身“黑衣服”一穿，其身价随之百倍剧增，每吨3000元的玉米淀粉，加工成超级电容炭就能卖到每吨30万元。

有谁会想到普通的玉米可以身价提高100倍，在电子的世界里“翩翩起舞”呢？

这些场景的实现得益于超级电容器的发明。超级电容器是传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，其储能量是传统电容器的10万倍，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、循环使用寿命长等优点。比如，现在人们手机用的锂电池，使用快充充满电需要1—2小时，但是超级电容器在1分钟以内就可以将其充满，而且不论严寒酷暑，性能基本不打折扣，可循环使用达百万次，即使驾驶10年的新能源汽车报废后，超级电容器还能拆下来正常使用。此外，超级电容器还具有安全性高、环保等特点，遇碰撞、挤压、穿钉等不会发生起火、爆炸等事故，在生产、使用、存储以及拆解过程中均不产生有害化学品或有毒金属，是绿色环保储能装置。据了解，超级电容器在各领域应用前景广阔，已经广泛应用于国防军工、轨道交通、城市公交、智能电网、消费电子等重要领域和环节。有专家预测，它将引领下一代电池革命。

电容炭作为超级电容器的核心原材料，其品质直接决定了超级电容器的工作能力及使用寿命。但我国的电容炭产业尚未成熟，生产工艺和配套设备制造仍属于“卡脖子”难题。从2015年起，中科院山西煤化所709课题组投身于电容炭国产化技术攻关，在上百种原材料中一个个试验，经过无数次试错后，终于找到了最理想的原材料——玉米淀粉，而且还验证出只有山西和山东的玉米，在纯度和结构上最理想。

美锦能源与中科院山西煤化所强强联手。从2016年起，美锦能源投资2300万元用于中试技术攻关，并获得16项专利。2019年建成10吨级电容炭中试线，并完成优化固化形成工艺包。经过几年与宁波中车新能源、锦州凯美等下游主流用户互动，产品检测结果表明，大部分指标与日本主流产品相同，个别指标超过国外产品。

2021年4月，中国石化联合会组织邀请国内炭素产业领军人才和下游主流用户对该技术进行评估认定，中试产品属于国内首创，达到国际先进水平，具备进口替代能力。

2021年8月，美锦能源与山西煤化所签订投资协议，成立山西中科美锦炭材料有限公司，投资1.6亿元建设1000吨淀粉基电容炭产业化（一期500吨）项目。

今年2月，作为太原市与全省同步举行开发区2024年第一次“三个一批”活动中“开工一批”的项目，山西中科美锦炭材料有限公司的超级电容炭项目备受瞩目。该项目投产后，有效突破了国内新型储能器件应用关键材料的技术瓶颈，实现了进口替代，解决了困扰我国超级电容器行业多年的瓶颈性难题。

新质生产力是推动高质量发展的重要引擎。当前，清徐县正致力于将煤炭资源优势转化为碳基新材料发展优势，让碳基新材料成为煤炭产业向高科技高附加值转型发展的新突破点。在科研机构和企业的不懈努力下，超级电容炭从材料到器件再到应用的产业创新链正在打通。

本报记者王媛

(责编：马云梅、褚嘉琳)