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探索石墨烯产业多元化发展开辟转型升级新路径
 
◎丁雪

  北京绿能嘉业新能源有限公司成立于2014年,在河北省沧州高新区、河北省衡水市枣强县、江苏省镇江市丹徒区建立了5个品类超过3万平方米的生产基地,主要从事石墨烯水性碳纳米发热材料的研发、生产和销售,主要产品是石墨烯远红外取暖器。公司在2017年10月25日获得高新技术企业证书,同年年底在北京股交所四板科创板挂牌上市。公司总裁王敏说,公司能够在市场竞争中脱颖而出,是因为公司拥有了独立的知识产权,并掌握了石墨烯材料及应用领域的几项关键技术。

  自主研发核心高新技术 扩大产品应用范围

  石墨烯被称之为“工业味精”,是新型碳纳米材料,在电子器件、光学器件、柔性电子、先进电池等领域具有重要应用前景。将石墨烯与水性高分子树脂复合制备水性石墨烯导电涂层材料,用于电加热领域,节能环保。该公司采用石墨烯水性碳纳米技术制备的发热体,不仅包括电热膜、电加热壁画,还包括电加热布、电加热墙纸等产品,可以满足不同场所需求。

  农业温室光谱大棚。可控光谱植物种植大棚采用太阳光伏能源技术、锂电池储能技术结合石墨烯远红外加热系统,在不增加碳排放前提下促进农作物改善品质,增加收成。可控光谱植物种植大棚是依据植物生理代谢,不同光照序列、不同光质的作用机理创新设计的新型蔬菜、药材、花卉、水果、种苗种植大棚。目前已经在湖南省湘潭市蔬菜种苗中心大棚得到了应用。这一技术解决了反季节冻害难题,缩短了种苗培育时间,出苗率增长18%,减少病虫害,真正做到恒温、节能,净化供养水。

  红外薄膜家用热水器。现有储水式即热式电热水器采用电热丝发热机理,这种方式的主要缺陷是电热管表面传热能力十分有限,导致热量利用率较低。而红外薄膜技术则是通过以热辐射的方式将电能直接在水中转化成热能,其热能利用率能达到甚至超过95%以上。红外薄膜家用热水器还消除了金属铝元素对热水的污染。据了解,公司所制红外薄膜家用热水器属国内首创。

  锂电池极片涂布涂层双效协同干燥系统。针对现有涂布机的涂布涂层的干燥方式缺陷,公司创新一种石墨烯红外辐射传热、浓差扩散传质协同干燥技术,替代现有对流换热方式涂布机的涂布涂层干燥箱,涂布机干燥系统节能显著,耗电功率由32千瓦时降低至11千瓦时。此技术改变了现有“由表及里”的传热途径,涂层浆料的深层及浅层同步获得有效传热,“瓤湿皮干”问题得以解决,“瓤湿皮干”残留微量湿份引起电池内短路的危险源被消除。

  石墨烯红外辐射薄膜加湿器。红外辐射加湿技术,是水分子吸收红外波的能量之后直接引起分子震荡伴随着温升,继而汽化。红外加湿器属于强制蒸发,不依赖水沸腾,由于较低的蒸发温度,能减少蒸汽冷凝效应,属于快速响应加湿技术。

  从百姓需求入手 用专业惠及民生

  为了更好地满足客户需求,回馈社会,公司提出了“用石墨烯温暖千家万户”的口号。目前公司承载的两个项目,也是政府惠民生示范工程的重要分支。

  “煤改电”工程。公司开发出“石墨烯远红外墙裙板”,面向城中村、城乡结合部、农村地区等没有供暖的区域,用来替代煤炭采暖。该产品安装方便,能耗较低,使用便利,不占用室内空间,而且还起到了装饰性作用,在用户的实际使用中得到了良好的反馈。同时,公司还开发出“石墨烯远红外炕暖板”,该产品舒适环保,很好地解决了老百姓冬季烧炕污染的问题。

  目前,公司研发的石墨烯电取暖产品已在煤改电工程中大规模使用,在北方地区完成煤改电3万余户,在南方地区完成家居供暖安装2万余户。

  助力北京第5次公厕革命。“十三五”规划中,北京开启第5次公厕革命。5年间,北京将对全市1.9万余个公厕进行改造提升,打造一批“集科技、基本公共服务、景观建设为一体”的精品公厕。针对公厕场景应用的需求,公司开发出一款防水、防漏电、防凝露、防盐雾的石墨烯远红外厕所专用采暖板作为特殊场景供暖方式的专用产品,具有远红外采暖、恒温可调、单块可控、经济、舒适、寿命长、安全免维修等优点,是节能、舒适、无污染的绿色环保产品。

  与此同时,公司着眼长远,顺势而为,研发出热耦合抗低温锂离子电池,布局新能源领域,目前已获得国家专利。该电池克服低温缺陷,可用于单兵作战、动力装甲、通讯设备等方面。经过测试,产品在节能环保、能量存储等方面表现良好,拟于年底投入生产。

  未来,企业将投入更多资金致力于研发、生产,进而带动石墨烯上下游领域协同发展,使“新材料之王”不再只停留于实验室,更多地服务于寻常百姓。