709课题组成员。电子显微镜下的石墨烯。“这就是人们所说的‘黑金’,是人类目前已知的最轻、最薄的材料,是名副其实的新材料之王……”5月17日,中科院山西煤炭化学研究所709(石墨烯与新能源材料)课题组实验室里,组长陈成猛向记者介绍着。透过电子显微镜,记者看到,石墨烯形貌类似于丝绸和纱,异常柔软轻薄,薄到只有一个原子的厚度,大概是头发丝的二十万分之一。早在2004年,英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用透明胶带去粘贴石墨晶体,而后将胶带进行多次粘合、撕开,最终催生出一种二维碳纳米材料——石墨烯。两位科学家因此获得2010年诺贝尔物理学奖。至此,石墨烯及其相关应用的研究迎来了井喷。这种材料到底有什么价值,让科学家们花如此大的心力投入到对它的研究中?“石墨烯几乎完全透明,但却异常坚硬,它拥有极好的导热性和极低的电阻率。这些特性如果能被最大限度地运用,将在科学技术领域创造出无限的可能性。”陈成猛向记者介绍说,若将石墨烯应用于触摸屏,人们的手机和平板电脑便可折叠起来;若加入到塑料里面,塑料便会更强韧,还可以让原本不导电、不导热的塑料变得导电、导热;若加在锂离子电池和超级电容器里面,就能大幅提升储能器件的能量密度和功率密度,延长它的循环寿命……然而,“文章一大片,材料看不见”。面对这样一种珍贵的新型材料,科学家们首先要解决的难题便是,怎样将它做出来。“我们不可能拿胶带粘啊,粘两天就只能粘出一小片来,这种方法是无法批量化制备的。”在陈成猛心里,在诸多高新技术领域,如果关键材料不能实现国产化,我们很难从一个科技大国真正成为一个科技强国。为此,709课题组进行了大量工艺实验,大家从实验室最基础的一个个实验中一点点地测试、验证、积累……功不唐捐,玉汝于成。终于,一个吨级规模的石墨烯中试生产线诞生了。这条生产线能够批量化、低成本,可控、稳定地出产石墨烯。在过去的几年中,我国的石墨烯产业发展势头迅猛,技术进步很快,形成了很多很有影响力和显示度的应用示范工程。作为全国石墨烯首批研究者之一,709课题组经过十年坚守,亲历了石墨烯从实验室到产业化、从样品到产品、从制备到应用的蜕变,让中国成为全球石墨烯领域的领先者。诺沃肖洛夫评价说,石墨烯正在慢慢进入高科技应用领域,而中国在这一过程中表现强势。将实验室技术真正推向产业、推向社会,给人们更好的应用体验,使老百姓的生活更美好,是709课题组所有成员的心愿。陈成猛说:“短短几年间,石墨烯的价格下降了几百倍,这就是中试的价值。作为一种新型材料,石墨烯从诞生到现在,从年龄上说还是个‘孩子’。而这个‘孩子’一旦长成,将带来颠覆性的技术进步,完全改变人类生活……”在709课题组的办公室里,有一株翠绿挺拔的鹤望兰。它叶大姿美、四季常青,有两米多高。这是2008年组员们送给王茂章先生的教师节礼物。王茂章先生是陈成猛的恩师,是我国碳材料和碳素领域的权威。在海姆和诺沃肖洛夫获得诺奖前三年,王老先生就敏锐地感觉到石墨烯这种新材料未来的广阔发展前景,同时把这个课题安排给陈成猛,从此,709课题组率先在国内开展起石墨烯研究。“王老师学识渊博,为人谦和,有老一辈科学家严谨、朴实的工作态度。在碳材料研究领域,他倾注了毕生心血。”陈成猛说。如今,老先生已经过世,但他的人格魅力感染着新一代年轻人。就像这株生机勃勃、不断开枝散叶的鹤望兰,几年来,709课题组从最初的2位成员增加到现在的11位科研骨干,其中博士5人、硕士6人,还有22位工程技术人员。课题组掌握了吨级石墨烯、十吨级电容炭中试关键技术,攻破了我国先进碳材料领域“卡脖子”的难题。“新材料的研发通常都面临着长周期、高投入、高风险,需要有一代人甚至几代人的坚守和积累。”陈成猛说,“我相信以石墨烯为代表的碳材料,会在人类文明的历史长河中写下浓重的一笔,而这一笔还有待无数科技工作者们用奋力拼搏的汗水和矢志不渝的决心去抒写。未来,一切可期!”(阎轶洁 )【来源:太原日报】版权归原作者所有,向原创致敬
来源:同花顺金融研究中心同花顺(300033)金融研究中心1月5日讯,有投资者向美锦能源(000723)提问, 请问公司生产的电容炭在中国乃至全球处于怎样的技术水平?目前产能10吨,是否满负荷运行,技术是否达标,未来有扩产计划吗?公司回答表示,公司与中国科学院山西煤炭化学研究所合作的的电容炭项目10吨/年中试线已建成投产,可连续稳定生产出高质量产品,并完成全部研发任务,已列入山西省重大科技专项。产品已送检下游主要客户评测,评测结果研发的电容炭产品综合性能已达世界先进水平,计划进行工业化大规模生产线建设。公司正在积极推进项目产业化的前期准备工作。已与部分主要潜在客户达成了供货意向,有宁波中车、上海奥威和锦州凯美等重点客户。具有完全的自主知识产权,有自己的专利。感谢您的关注!
当前,化石燃料在全球一次能源需求的占比中较大。含碳资源的催化转化是世界范围内经济增长和能源结构调整过程中面临的主要挑战,也是未来通过“负排放”技术(即CO2的捕获与转化)实现全球“碳中和”目标的重要技术路径之一。考虑到经济效益和产业化,含碳资源的大规模转化需要廉价且高效的非贵金属型过渡金属催化剂。近年来,中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室研究员温晓东团队利用量子力学及分子轨道理论相结合的方法,系统研究铁、钴、镍、钼等廉价过渡金属在催化含碳分子转化过程中不同碳化学势(μC)下形成的碳物种所导致的催化剂结构、形貌、电子性质和催化性能的影响(图1),并取得了一系列成果。近期,发表的研究综述基于研究团队已有成果,总结和讨论了该领域近年来的基础研究进展,展望了目前存在的难题和未来的发展。以Fe在费托合成过程中的碳化为例,该综述从碳化铁团簇结构开始,讨论了FexCy各种可能的稳定结构和Fe-Fe、Fe-C键长、Fe原子磁矩、电荷、内聚能随团簇尺寸、Fe/C比例的变化规律。研究人员进一步结合实验中的认知,讨论了基于密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟的体相Fe各个晶面上的渗碳过程。研究发现碳化深刻影响催化剂的各种性质。基于DFT、原子热力学理论和Wulff构造,研究人员揭示了Fe不同表面碳化过程中的μC、Fe原子电荷、d带中心、表面能、颗粒形貌、表面反应能垒等随碳化程度的变化情况;基于MD的动态模拟,讨论了不同反应条件下碳化对Fe的晶格密堆积方式、表面重构和催化活性的调控机制(图2)。在关于Co、Ni、Mo等过渡金属的讨论中,研究人员比较了不同金属碳化过程的特征。该研究的主要结论如下:(1)碳对过渡金属物相的调控:研究人员开发了基于量子力学的结构预测方法;结合原子热力学,引入碳势描述不同反应条件(温度、压力、反应气氛)对催化剂结构的影响,建立了金属碳化物热力学相图,为实现物相可控提供了热力学理论基础和相关指导。(2)碳对过渡金属表面结构的调控:研究人员利用量子力学对表面能进行精确计算;结合原子热力学引入碳势,使用Wulff形貌构造原理,“原位条件下”动态揭示了过渡金属表面形貌随碳势的演化趋势,该预测方法可预测任意化学环境(温度、压强、反应物覆盖度)下,催化剂颗粒形貌的变化情况。该研究思路也进一步扩展至表面O物种、表面吸附物种(CO、H2、助剂金属等)对形貌的调控研究中,并实现了从理论层面系统预测表面结构的热力学相图。(3)碳对过渡金属表面反应的调控:通过探索过渡金属碳化物种表面,该研究发现表面碳覆盖度对反应产物的影响不能小觑,碳不仅通过调控表面配位环境调控反应物种的吸附(如改变表面金属/C、C/H、C/O比例),而且表面碳进一步参与含碳物种的转化过程,进而碳势影响反应产物的生成。(4)碳对过渡金属催化剂体系的设计思路:实验和理论表明,渗碳过程伴随催化剂颗粒形貌及各个表面暴露比例的变化,渗碳过程改变了催化剂的电子性质,使金属表面更加富电子,进而对相应反应进行调控。因此,形成了从气相碳势-表面碳势-体相碳势的联动,构成了相互牵引和关联的碳势循环,也便形成了碳势过渡金属催化剂体系的调控机制和理论基础。研究人员在铁基催化剂方面(活性物相调控、甲烷生成机理、活性表面稳定性的调控等理论研究)的研究成果为中科合成油铁基费托合成工业催化剂的开发提供了依据和理论基础,该催化剂已应用于百万吨级高温铁基浆态床煤炭间接液化商业项目。该研究团队在钼基催化剂方面(表面终结结构调控、表界面电子迁移机制及反应机理的理论研究等)的理论研究为新型低温制氢高效催化剂的开发及机理分析提供了理论基础。此外,该综述还展望了该领域的发展方向,包括:(1)发展原位模拟方法,实现对反应条件下催化剂真实结构的有效模拟。考虑到实际催化过程复杂的条件变化,因此发展出可描述催化体系(甚至混合)物相动态变化的理论方法,如密度泛函紧束缚(DFTB)、反应力场(ReaxFF)和基于机器学习的势函数等,已成为动态理论研究的重要方向;(2)进行基于数据驱动的反应位点统计分析。在多数的含碳物种催化转化过程中,活性中心复杂多变,无明确的活性位点结构,使反应机理仍存在争议,因此发展出具有统计学意义的活性中心识别方法(即数据驱动的理论建模方法),其是解决该问题的技术手段之一,因此需针对特定的催化反应体系对数据信息进行有效积累,从而实现数据高效利用;(3)进一步发展原位表征手段,获取催化剂在真实工况下的原子尺度信息。亟需在原位或反应条件下发展先进的实验表征技术,进而实现在原子水平上深入理解碳与过渡金属的相互作用机制,而这些技术的发展有望通过发展理论方法、建模工具、数据技术等并结合先进表征方法的共同进步和集成实现。相关研究成果发表在ACS Catalysis上,山西煤化所副研究员刘星辰为论文第一作者,温晓东为论文通讯作者。图1.含碳分子气氛产生的高气相碳势与催化剂表面、体相碳势之间的平衡效应可导致过渡金属催化剂在催化过程中的(部分)碳化现象,并影响催化剂的活性结构、形貌、电子结构、催化活性及产物选择性等图2.Fe颗粒表面碳化导致的表面碳势、Fe原子电荷、d带中心、密堆积方式、颗粒形貌、表面重构以及表面反应能垒的变化【来源:山西煤炭化学研究所】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn
为推进“双一流”建设,促进产学研深度融合,进一步加强新型碳材料在新能源领域的应用,近日,中北大学能源动力工程学院院长刘汉涛、副院长胡胜亮、能源材料系主任王慧奇、常青、刘斌一行赴中国科学院山西煤炭化学研究所开展产学研合作交流。中科院炭材料重点实验室副主任陈成猛研究员对刘汉涛一行表示了热烈欢迎。在孔庆强副研究员的带领下参观了中科院小店区中试基地及桃南园区实验室,介绍了从石墨烯合成到器件应用的整个工艺流程。院所双方就人才培养、科研合作、项目申报等进行了深入座谈交流,并达成了多项共识,表示今后将进一步加强联系,共同推进人才培养建设。双方表示在很多方面具有良好的合作前景,找准合作切入点和结合点,不断深化产学研合作领域,携手攻克新型碳材料领域难题,更好地服务山西经济发展建设。学院将以此次交流会为契机,进一步加强与山西煤化所之间的交流合作,认真总结调研成果,结合自身的优势和特色,推动学院再上新台阶。
同花顺金融研究中心4月7日讯,有投资者向美锦能源提问, 2020 年 2 月 24 日山西美锦能源股份有限公司投资者关系活动记录表中说锦州凯美通过与国内不同电容炭厂家同类产品作对比,目前我们的电容炭,不论是从基础指标还是加工性能上都遥遥领先。所以这块我们是非常放心的,而且已经与几家下游企业正在沟通签订战略供货协议事宜。预计近期可以签订完成,进展如何?请具体的公示下,公司回答表示,公司与中国科学院山西煤炭化学研究所合作研制开发的超级电容器核心电极材料电容炭项目10吨/年中试线已建成投产,可连续稳定生产出高质量产品,产品已送检下游客户,检测结果达国际先进水平。具有完全的自主知识产权,有自己的专利。工业化大规模生产线建设已进行充分论证,正在筹划进行投资建设的前期准备工作。感谢您的关注!来源: 同花顺金融研究中心
同花顺(300033)财经3月27日讯,有投资者向美锦能源(000723)提问,董秘好:请问:1、贵公司膜电极生产按目前进度,还要几个月能正式开工量产;2、电容炭项目中试项目批量生产情况如何,正式生产线建设到什么程度了,正式生产线预计什么时候竣工可以正式投产。谢谢!公司回答表示,公司参股公司广州鸿锦投资有限公司控股的鸿基创能科技(广州)有限公司厂区一期工程将于3月27日竣工,同时发布HyKEY1.0产品。公司与中国科学院山西煤炭化学研究所合作的电容炭项目10吨/年中试线已建成投产,可连续稳定生产出高质量产品。工业化大规模生产线建设尚处于前期论证筹划阶段。感谢您的关注!
本文要点:通过(NH 4)2 HPO 4的交联,有机淀粉已成功转变为无机碳材料,具有所需的结构和性能。背景及成果简介 淀粉是一种基于生物质的产品,广泛存在于植物的根和种子中。它显示了一个具有高碳含量的奇妙球形结构,这是碳前驱体所需要的。例如,有研究人员提出了一种使用面部方法制备高表面积和孔隙率可控的分层多孔碳(HPC)的方法,该方法以淀粉为前体,硝酸镁为氧化剂。然而,淀粉的基本结构是由d-葡萄糖单元组成的多糖,其在直接热解过程中易于解聚形成小分子,从而导致低碳产率和天然微结构的破坏。为了解决这个问题,在热解过程中使用了不同的交联剂,例如空气,均苯四酸二酐,和(NH 4)2 HPO 4 ,以提高生物质的热稳定性,其中(NH 4)2 HPO 4是有效的交联剂。本文中国科学院山西煤炭化学研究所孙国华团队在ACS Sustainable Chem. Eng期刊发表名为“From Starch to Carbon Materials: Insight into the Cross-Linking Reaction and Its Influence on the Carbonization Process”的论文,该研究对淀粉的交联机理及其对碳化过程的影响进行了全面的研究。直接热解后,纯净的淀粉无法保持初始形态。但是如果首先与(NH 4)2 HPO 4交联,碳化后可以保持其均匀的球形形态。在此过程中,使用扫描电子显微镜(SEM)和热重质谱(TG-MS)分别观察了材料的形貌转变和热分解行为。此外,结合原位傅里叶变换红外光谱,X射线光电子能谱分析和核磁共振技术来表征从淀粉到碳材料的化学演化,并在此基础上进一步提出可能的交联机理。图文导读 图1.(a)原始玉米淀粉(CS)(b)在Ar气氛下于160°C稳定4 h。所得样品命名为ICS-160(c)制备最终的碳微球(ICS-600),(d)ICS-160和(e)ICS-600的SEM图像。图2.(a)ICS和CS得TG-DTG曲线;(b)ICS的TG-MS分析。图3.(a),(c)CS和(b),(d)ICS的原位FTIR光谱。图4.(a)ICS-160,(b)ICS-300,(c)ICS-450和(d)ICS-600的高分辨率N 1s XPS光谱。图5.(a)ICS-160,(b)ICS-300,(c)ICS-450和(d)ICS-600的高分辨率P 2p XPS光谱。图6. (a)ICS和(b)CS在不同温度下的600 MHz 13 C NMR光谱。方案1. ICS热处理过程中化学放出的可能方案方案2.磷酸催化糖分子的脱水反应小结 本文使用(NH 4)2 HPO 4作为交联剂热解玉米淀粉而得自淀粉的碳材料的比较研究,并且直接热解玉米淀粉而没有任何交联剂。相比之下,发现通过(NH 4)2 HPO 4交联的玉米淀粉在碳化后仍可以很好地保持其天然球形形态。这项研究将为生物质基碳材料的发展提供理论模型和科学基础。同时,它还激发了其他天然生物质产生的更多天然产物,例如木质素,纤维素和半纤维素,这些有待于将来开发。文献:From Starch to Carbon Materials: Insight into the Cross-Linking Reaction and Its Influence on the Carbonization ProcessDOI:10.1021 / acssuschemeng.9b02821
澎湃新闻从晋能控股集团获悉,其六大子公司之一中国太原煤炭交易中心有限公司12月2日正式揭牌成立。除了完成晋能控股集团煤炭资源方面的市场化交易,该公司也将与省内其他煤炭经营企业加强联动,建成全省煤炭统一交易平台,推出竞价销售、竞价采购、挂牌销售、挂牌采购等服务产品。中国太原煤炭交易中心有限公司前身为中国(太原)煤炭交易中心,是经国务院批准冠以“中国”字样的国字号、全国性、专业化交易中心。目前拥有注册交易商15000余户,国内交易量最大、交易额最高、注册交易商最多的煤炭现货交易市场。晋能控股集团网站9月30日消息显示,为发挥山西省能源企业产业集群优势,推动能源革命综合改革试点取得重大突破,山西省委决定联合重组同煤集团、晋煤集团、晋能集团,同步整合潞安集团、华阳新材料科技集团相关资产和转制改企后的中国(太原)煤炭交易中心,组建晋能控股集团有限公司。晋能控股集团称,引入中国(太原)煤炭交易中心成为二级子公司之一,意在重组关联产业,整合晋能控股集团煤炭销售资源,与省内外优势煤炭企业联动,打造山西煤炭统一的交易平台。通过搭建晋能控股集团全国一流现代能源综合服务平台,推动集团差异化布局专业化发展,在降低交易成本,增强产业及交易上下游的协同和互补的同时,增强企业话语权,提升企业竞争力。重组后的晋能控股集团于10月30日正式挂牌,注册资本500亿元,资产总额1.1万亿元,主要有煤炭、电力、装备制造三大核心板块,煤炭产能近4亿吨,电力装机3800万千瓦,下设晋能控股煤业集团、电力集团、装备制造集团、中国(太原)煤炭交易中心、研究院公司、财务公司6个子公司。同煤集团、晋能集团、晋煤集团也将分别更名组建晋能控股煤业集团、晋能控股电力集团、晋能控股装备制造集团。根据山西广播电视台官微报道,截至目前,山西省属煤炭集团的重组已全面完成。重组前,山西七大省属煤企分别为晋煤集团、晋能集团、同煤集团、潞安集团、焦煤集团、山煤集团和阳煤集团。今年以来,随着山西煤企整合脚步加快,这一格局发生巨大变化。今年4月,焦煤集团宣布将与山煤集团合并重组;7月,潞安集团、阳煤集团、晋煤集团三家的煤化工业务宣布整合为潞安化工集团;9月,晋煤集团下属山西燃气集团有限公司与国新能源发展集团有限公司、山西国际能源集团有限公司下属山西国际能源集团气化投资管理有限公司实施重组,组建华新燃气集团有限公司;10月,阳煤集团整体更名设立华阳新材料集团。整体来看,山西原有七大煤企外加国新能源集团现已重组为焦煤集团、晋能控股集团、华阳新材料、潞安化工、华新燃气五家大型企业。(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
投资14.1亿元国科大太原能源材料学院已开建将为我市高质量转型发展注入强劲动能图为国科大太原能源材料学院效果图9月15日,市教育局消息,国科大太原能源材料学院已于8月中旬全面开工建设,一期投资14.1亿元,预计2022年完工。这是市委、市政府坚持创新为上,大力实施创新驱动、人才兴市战略,全力打造一流创新生态的重要举措,将为我市高质量转型发展注入强劲动能。一期工程预计三年完成2019年11月20日,中国科学院大学、太原市政府、中国科学院山西煤炭化学研究所、中北大学在中国科学院签订了共建中国科学院大学太原能源材料学院的协议。国科大太原能源材料学院项目建设地点位于尖草坪区中北大学东侧,傅山园西路以西,镇城大街以南,中北东街以北。项目一期总建筑面积为113580平方米,其中,地上建筑面积103580平方米,地下建筑面积10000平方米。建设项目包括体育馆、专家公寓、会议会堂、后勤及附属用房、科教融合楼、科研实验楼、学生宿舍、教学综合体主体建筑等,一期工程预计用时三年。此外,学院二期建设将根据发展需要,建设教学区、科研区、科教配套区和创新服务区四大模块,拟于2023年开工,2025年完工。围绕太原重大战略需求打造建设国科大太原能源材料学院,将为山西引入第一所一流大学。其建设定位是推动国家创新体系与地方创新发展战略深度融合,围绕太原重大战略需求,重点在煤炭清洁高效利用、炭材料制备与应用、新能源材料、煤层气综合利用、可再生能源利用、生态环境和金属材料等领域,建设一所以煤炭清洁高效转化和利用、新型功能碳材料和金属材料为特色,多学科交叉融合、特色鲜明、具有国际视野和国际影响力的科教融合学院,通过人才培养带动学科建设、科学研究和技术创新,成为独具特色、国内知名的高层次人才培养基地、人才聚集高地和科技创新基地,为山西高质量转型发展提供有力支撑。未来将促进太原经济社会发展国科大太原能源材料学院以培养社会和经济发展急需的科学家、工程师和创业者为目标。争取到2022年在校研究生达到500人,授课岗位教师达到300人。2025年,成为国内知名、国际有影响的高层次人才培养基地,争取在校研究生总体规模达到1000人,在岗授课教师达到500人。2030年,成为学科与办学特色鲜明、教学与科研成果卓著的国际一流高端创新人才培养基地,争取在校生规模达到3000人、授课岗位教师达到600人,在满足区域发展的同时,辐射全国。国科大太原能源材料学院建成后,将提供高端学术和应用技术研究基地,打造高端人才的聚集和培养基地,促进太原市地方经济社会的科学发展,有效促进山西省经济的快速增长,同时,有利于促进太原高等教育发展和创新型城市建设。记者 张晓丽来源:太原晚报【来源:太原日报】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn
本报讯 (记者张勇)12月4日山西综改示范区消息,晋能控股山西科学技术研究院有限公司在示范区正式揭牌。晋能控股山西科学技术研究院有限公司注册资本4亿元,资产总额10亿元,现有11家科技研发单位,拥有国家级技术中心、国家重点实验室等各类科研平台25个,各类科技研发人员523名。该研究院的成立,标志着晋能控股集团打造国内一流科学技术研究院,为山西高质量转型发展贡献强大力量迈出实质性步伐。据了解,晋能控股山西科学技术研究院有限公司将在科技平台建设、科研成果转化、创新发展、体制机制创新、科技人才培养上充分发挥引领作用,整合原同煤、晋煤、晋能3大集团11家研发机构,与中煤科工集团合作设立水害、瓦斯、顶板、煤炭、煤炭清洁开采利用、智能化、生态、掘进等8个研究所,开展煤炭清洁高效利用和智能化建设等科研攻关。同时,加快建设智能化国家重点实验室,承建煤炭清洁利用国家实验室等科研机构,打造具有全国乃至世界影响力的能源科技创新一流平台,承担一流课题、吸引一流团队、培养一流人才、创造一流成果,不断提高企业科技含量,增强企业核心竞争力。(责编:刘洋)