成果发布 | 骞伟中-崔超婕团队在流化床多孔炭制备成套技术领域取得重大进展

政务 2024-11-16 19:31 内蒙古

2024年11月15日，鄂尔多斯实验室执行副主任、清华大学化工系教授骞伟中团队开发的“流化床多孔炭制备成套技术”，在中国电工技术学会主持下，在北京市召开了科技成果鉴定会。鉴定委员会专家来自军事科学院防化研究院、宁波中车新能源科技有限公司、宁波大学、北京理工大学、华电电力科学研究院有限公司、上海奥威科技开发有限公司与北海星石碳材料科技有限责任公司等单位。由杨裕生院士、阮殿波总工/教授分别担任主任委员与副主任委员的7位专家组成的鉴定委员会鉴定该技术成果为“国际领先水平”。清华大学、鄂尔多斯实验室、江苏中天碳基材料有限公司三家完成单位共有30人参加了技术鉴定会。

该项目由骞伟中教授与崔超婕助理研究员担任项目负责人。团队针对下一代锂离子电池硅炭负极材料、新兴的可再生电力调频领域对于高性能多孔炭电极材料的旺盛需求，总结出国内外多孔炭电极材料制备领域的卡点与痛点问题，组成了联合团队，开展了通用型流化床微细颗粒活化全流程技术研究。历经7年时间攻关，形成了成套技术与绿色工艺。该成果创新性地开发了介质辅助流化直接制备微米级粒径多孔炭的流化床全流程技术，解决了（酚醛树脂）湿原料干燥、炭化过程颗粒急聚成团、小颗粒高效可控活化的系列难题；提出弱碱性颗粒和H2O/CO2高温协同活化新机制，实现了产品连续化快速制备能力（2-8h）。研制成功通用型流化床活化工艺并建成相关装置，实现了宽原料粒径范围内（1-400 μm）高一致性（相对标准偏差小于0.58%）多孔炭产品的可控制备，产品比表面积1500-2300m²/g，孔容0.6-1.58 cc/g，介孔率20%-60%。开发了制造过程尾气转化制备碳纳米管技术，实现了树脂基原料炭化尾气的绿色资源化利用，总炭收率由20%提升至35%。该项目多孔炭系列产品的技术指标通过中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司分析测试中心等第三方检测。该成套技术的创新性，可放大性以及潜在的低成本与绿色化优势，得到杨裕生院士与鉴定专家组的高度认可。

中国工程院院士、军事科学院防化研究院研究员杨裕生点评到，小粒径电极炭制造，包括原料合成的粒径控制、干燥、研磨、炭化与活化等环节。其工程连接与连续化工艺非常复杂，产品指标多元且需要协同，是高性能、精细化材料制备的典型范例。该连续化制备技术对于提高生产强度、提高产品质量、降低生产成本与降低能耗非常关键，可以承接多种原料加工，促进行业合作。多孔炭制造过程中的有毒有害尾气问题一直是行业难题，将其高效转化为碳纳米管，一举多得。这个技术也可以作为单项技术，加快为行业服务。

中国工程院院士、清华大学化工系教授金涌表示，团队四十年来坚持流态化反应工程与先进能源化工工艺、先进材料工艺相结合的研究特色。流化床反应器中强烈的气固混合特征与均匀的温度场、浓度场是实现产品高一致性的关键。该技术与该产品有助于提升我国在电化学储能电极多孔炭的国际竞争力，该产品还可以用于先进煤化工的催化剂载体及气体捕集与储存等领域，助力绿色低碳可持续高质量发展。

来源：鄂尔多斯实验室

编辑：曾月菁

审核：杨晓磊

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