在能源轉(zhuǎn)型與材料革命的時(shí)代浪潮下，一場顛覆傳統(tǒng)碳材料生產(chǎn)的技術(shù)變革正在中國山西悄然上演。太原賽因新材料科技有限公司憑借自主研發(fā)的自動(dòng)化快速焦耳熱工藝，成功破解了炭材料高效轉(zhuǎn)化的世界級(jí)難題。這項(xiàng)能在1分鐘內(nèi)將普通炭原料加熱至3000℃的"閃電技術(shù)"，不僅為煤炭大省山西開辟了資源轉(zhuǎn)型新路徑，更讓中國在高端碳材料領(lǐng)域站上全球領(lǐng)跑位置。

一、實(shí)驗(yàn)室里的"閃電技術(shù)"：焦耳熱工藝的顛覆性突破

2021年9月，由山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院呂海港教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，在"晉創(chuàng)谷·太原"這片科創(chuàng)沃土上創(chuàng)立了賽因新材料。這家年輕的科技企業(yè)自誕生起，就肩負(fù)著將煤炭等碳資源轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品的使命，而支撐其雄心的，正是堪稱革命性的自動(dòng)化快速焦耳熱工藝。

傳統(tǒng)的碳材料制備技術(shù)，無論是化學(xué)氣相沉積法還是高溫裂解工藝，都存在能耗高、周期長、污染大等問題。賽因研發(fā)的快速焦耳熱工藝徹底顛覆了這一局面：通過瞬間通入大電流，讓炭黑、焦炭、無煙煤甚至生物質(zhì)等原料在極短時(shí)間內(nèi)完成從常溫到3000℃的"閃電升溫"，直接轉(zhuǎn)化為石墨烯、硬炭等高端碳材料。整個(gè)過程無需復(fù)雜溶劑，不產(chǎn)生廢水排放，僅靠電力驅(qū)動(dòng)，完美契合山西省"富煤貧水"的資源稟賦。

這項(xiàng)技術(shù)的突破絕非偶然。從2018年開始，呂海港教授團(tuán)隊(duì)就展開了長達(dá)三年的攻關(guān)，攻克了電流均勻分布、溫度精準(zhǔn)控制、設(shè)備耐溫耐壓等一系列技術(shù)難題。

研發(fā)的賽因脈沖電閃蒸反應(yīng)器不僅實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)的全自動(dòng)化調(diào)控，還創(chuàng)新性地采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)原料特性靈活調(diào)整工藝參數(shù)。自2020年推向市場以來，該設(shè)備已被清華大學(xué)、中科院等20余所科研院所采用，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域取得了豐碩成果。

二、從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線：技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)化蛻變

在技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，賽因始終堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向。公司組建了由材料科學(xué)、自動(dòng)化控制、機(jī)械設(shè)計(jì)等多學(xué)科人才構(gòu)成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，針對規(guī)?；a(chǎn)需求對工藝進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。

通過改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)、優(yōu)化冷卻系統(tǒng)、升級(jí)控制系統(tǒng)，將單批次處理量從最初的幾克提升到現(xiàn)在的5公斤，生產(chǎn)效率提高了數(shù)百倍。同時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出獨(dú)特的原料預(yù)處理技術(shù)，使煤炭經(jīng)簡單加工后即可直接用于生產(chǎn)，大大降低了原料成本。

在產(chǎn)品開發(fā)方面，賽因已形成了完整的石墨烯產(chǎn)品體系。其生產(chǎn)的石墨烯粉體具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)性能，在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。

在道路材料領(lǐng)域，只需在瀝青中添加0.1%的賽因石墨烯，就能使瀝青路面的使用壽命延長一倍；在電池材料領(lǐng)域，研發(fā)的多功能導(dǎo)電劑可顯著提升電池的充放電性能和循環(huán)壽命。目前，公司已開發(fā)出石墨烯粉體、瀝青增強(qiáng)劑、水泥增強(qiáng)劑等8大系列產(chǎn)品，申請發(fā)明專利12項(xiàng)，實(shí)用新型專利18項(xiàng)。

三、政產(chǎn)學(xué)研協(xié)同：創(chuàng)新生態(tài)賦能技術(shù)躍遷

賽因的快速發(fā)展，離不開"晉創(chuàng)谷·太原"構(gòu)建的創(chuàng)新生態(tài)體系。作為山西省重點(diǎn)打造的科技創(chuàng)新平臺(tái)，"晉創(chuàng)谷"通過"政產(chǎn)學(xué)研金服用"的協(xié)同機(jī)制，為企業(yè)提供全方位支持。

在政策層面，山西省財(cái)政部門為賽因提供了100萬元"創(chuàng)新啟動(dòng)資金"，并將其納入太原"先投后股"支持項(xiàng)目，給予500萬元關(guān)鍵資金支持。這種靈活的資金支持模式，既解決了企業(yè)初創(chuàng)期的資金需求，又降低了企業(yè)的資金壓力。2025年，賽因的300噸石墨烯生產(chǎn)線項(xiàng)目入選首批"晉創(chuàng)谷·太原"科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化支持項(xiàng)目，獲得政策傾斜和資金扶持。

在產(chǎn)學(xué)研合作方面，賽因與山西大學(xué)建立了深度合作關(guān)系。依托山西大學(xué)國家大學(xué)科技園，賽因成立了石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，共享學(xué)校的科研設(shè)備和人才資源。

雙方聯(lián)合開展的"煤炭基石墨烯制備技術(shù)"項(xiàng)目，獲得山西省科技重大專項(xiàng)支持。同時(shí)，賽因還與中科院山西煤化所、太原理工大學(xué)等科研院所建立了合作關(guān)系，構(gòu)建起多層次的研發(fā)創(chuàng)新體系。

在金融支持方面，通過山西省科技廳牽線搭橋，賽因獲得了金融機(jī)構(gòu)160多萬元的授信貸款。"晉創(chuàng)谷"還為企業(yè)提供知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)押融資、科技保險(xiǎn)等多元化金融服務(wù)，解決企業(yè)發(fā)展的資金瓶頸。這些支持讓賽因?qū)崿F(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的跨越，年產(chǎn)能從最初的50噸提升至300噸，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值將突破2億元。

四、未來展望：碳材料領(lǐng)域的中國方案

站在新的起點(diǎn)，賽因制定了清晰的發(fā)展藍(lán)圖。公司計(jì)劃在未來三年內(nèi)將產(chǎn)能提升至1000噸，重點(diǎn)開發(fā)石墨烯在新能源電池、復(fù)合材料、電子信息等領(lǐng)域的高端應(yīng)用產(chǎn)品。同時(shí)，賽因還將積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定，推動(dòng)快速焦耳熱工藝成為全球碳材料制備的主流技術(shù)。

這項(xiàng)源自山西的技術(shù)創(chuàng)新，不僅為傳統(tǒng)資源型省份的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了新路徑，更為全球碳材料產(chǎn)業(yè)變革貢獻(xiàn)了中國方案。當(dāng)普通的煤炭、焦炭在賽因的設(shè)備中，經(jīng)過1分鐘的"閃電淬煉"，蛻變?yōu)閮r(jià)值千金的石墨烯，我們看到的不僅是技術(shù)創(chuàng)新的力量，更是一個(gè)國家在新材料領(lǐng)域自主創(chuàng)新的決心與擔(dān)當(dāng)。在"雙碳"目標(biāo)的指引下，賽因的創(chuàng)新實(shí)踐，正為中國乃至全球的綠色發(fā)展注入新動(dòng)能。