作者:朱汉斌 来源:中国科学报 发布时间:2025/11/6 17:27:14
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突破煤炭高值化利用瓶颈
“煤液化制高端碳材料”关键技术通过专家评价

 

近日,中国国际科技促进会组织专家对肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司、广东煤基碳材料研究有限公司完成的“煤液化制高端碳材料”关键技术项目进行视频成果评价。中国工程院院士倪维斗、谢克昌,中国科学院院士韩布兴、刘云圻等专家组成的专家组评价认为:该项成果提供的评价文件齐全规范,技术路线独特,总体达到国际领先水平,建议推进后续产业化与应用推广。

评审意见显示,该工艺可将煤转化为高产率、高质量沥青,进而制取高端炭材料。其技术路线独特,主要创新点包括:一是能有效控制煤转化程度,条件相对温和;二是在过程中沥青直接得到精制加工,组成优异,超过其他煤基沥青;三是用自制沥青为原料,已制得性能指标先进的系列三维石墨烯和泡沫炭小规模试验产品。

根据评审意见,应用该工艺可将煤中的碳大部分转化为炭材料,大大减少碳排放,基本不产生废气、废水和废渣,少量的排放经处理不会污染环境,可大幅提高煤的附加值。目前,该成果已申请17件国家发明专利,其中16件已获授权,具有自主知识产权,总体达到国际领先水平。专家组认为,该项目理念创新、技术先进、工艺可行、前景可期,建议有关政府部门予以重视和支持,力争早日实现产业化,推进该项技术制备的高端炭材料的应用。

据肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司总经理吴克介绍,该项成果适配褐煤、长焰煤、气煤、焦煤等多种煤种,在国内多数煤炭产区(除无烟煤外)均具备应用基础,可实现从每吨千元级跃升至每吨数万至数十万元级的高值化利用。具体而言,应用该工艺将煤炭分级分质利用,可转化为油气和稠环沥青,反应条件温和并可实现精准转化。沥青收率为30%~50%,灰分只有0.01%,80%左右为芳环有机物,是优质的高端炭材料原料。再以稠环沥青为原料,可分别形成中间相沥青和3D石墨烯2条路线制备航天航空产品和新能源产品,计有泡沫炭、3D石墨烯、超级电容炭、超级多孔炭等产品。

其中,3D石墨烯作为负极,比容量可以>1200毫安时/克,充电速度在-25℃低温环境下可以快2.4~3.7倍;以超级多孔碳复合纳米硅比容量可达1300~1800毫安时/克;超级电容炭比电容可达166-190法拉/克(水溶性),性能优于进口产品;泡沫炭民用阻燃性能优于国标A级标准。

据介绍,利用这种特殊液化工艺得到的稠环沥青,能“结构重组”而获得真正意义(微观结构)上的三维石墨烯,它除了保留二维石墨烯的优秀特性外,更大大加强了石墨烯在三维方向的强度,这个显著优点极大地拓展了石墨烯的物性和应用空间,推动石墨烯在导电和导热复合材料、热管理材料、电磁屏蔽、吸波、催化、传感及储能等领域的应用,具有巨大的工业应用背景和广阔的市场前景。

 
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