瑞典和韓國(guó)研發(fā)儲(chǔ)能碳纖維，中國(guó)碳纖維性能實(shí)現(xiàn)飛躍
核心提示：在科技的世界里，總有一些材料以其超凡的性能讓人驚嘆不已。碳纖維，這個(gè)聽起來(lái)似乎脆弱不堪的名字，實(shí)際上卻擁有著超乎想象的強(qiáng)
在科技的世界里，總有一些材料以其超凡的性能讓人驚嘆不已。碳纖維，這個(gè)聽起來(lái)似乎脆弱不堪的名字，實(shí)際上卻擁有著超乎想象的強(qiáng)度和韌性。這種由碳元素組成的纖維材料，不僅密度低，而且強(qiáng)度極高，仿佛是一根根“魔法線”，能夠編織出未來(lái)的無(wú)限可能。
瑞典初創(chuàng)公司開發(fā)儲(chǔ)能碳纖維
瑞典高科技初創(chuàng)公司Sinonous（Boras）宣布成功研發(fā)出可兼作電池電極的碳纖維材料，并最近任命Markus Zetterstr?m擔(dān)任首席執(zhí)行官，以推動(dòng)該技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。Sinonous已在其實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中成功用碳纖維技術(shù)替代了AAA電池，并將目標(biāo)鎖定在將這項(xiàng)技術(shù)拓展至更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無(wú)人機(jī)、計(jì)算機(jī)、大型車輛及飛機(jī)等。
碳纖維因其獨(dú)特的電化學(xué)特性而具備儲(chǔ)存能量的能力。Sinonous旨在利用這一多功能性，制造出既能儲(chǔ)存能量又能作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成部分的碳纖維結(jié)構(gòu)電池。
Sinonous的碳纖維技術(shù)源于Oxeon，這是一家由Chalmers Venture投資的公司。此前，這種碳纖維曾被美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）用于火星上的“機(jī)智號(hào)”（Ingenuity）直升機(jī)的旋翼葉片。該公司表示，由于其超輕的重量和超薄的厚度，工程團(tuán)隊(duì)選擇了這種碳纖維作為理想的材料。
對(duì)于客機(jī)而言，要實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)，必須大幅減輕機(jī)身重量。同樣，對(duì)于公路車輛而言，減輕重量也至關(guān)重要，因?yàn)檫@有助于延長(zhǎng)電池每次充電后的行駛里程。目前，由于采用錘離子電池，大多數(shù)電動(dòng)汽車的重量比普通汽車重近50%。然而，真正的結(jié)構(gòu)電池不僅能作為電源，還能作為車身等結(jié)構(gòu)的一部分，從而實(shí)現(xiàn)雙重功能。
Zetterstr?m表示：“盡管在碳纖維中儲(chǔ)存電能的效率可能暫時(shí)無(wú)法與傳統(tǒng)電池相媲美，但由于我們的碳纖維解決方案同時(shí)具備結(jié)構(gòu)承載能力，因此在系統(tǒng)層面仍能實(shí)現(xiàn)巨大的效益。”
韓國(guó)KIST開發(fā)出儲(chǔ)能能力提高33倍的碳納米管纖維
韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）近期取得突破性進(jìn)展，由鄭賢洙和金承敏領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種新型碳納米管纖維，其儲(chǔ)能能力相比現(xiàn)有產(chǎn)品提升了驚人的33倍，同時(shí)強(qiáng)度也顯著提升。
這種新型碳納米管纖維不僅具有柔韌性好、重量輕的特點(diǎn)，還展現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械和電氣性能。研究團(tuán)隊(duì)通過纖維化粉末狀碳納米管，顯著增強(qiáng)了其電化學(xué)活性和物理性質(zhì)。該纖維的儲(chǔ)能能力、機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性均遠(yuǎn)超普通碳納米管纖維，分別達(dá)到了33倍、3.3倍和1.3倍的提升。
值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)還采用了“濕法紡絲”技術(shù)，通過將纖維聚合物溶解在溶劑中并釋放出來(lái)制造纖維，使得大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。在實(shí)際應(yīng)用中，這種新型碳納米管纖維在彎曲、折疊甚至放入洗滌劑時(shí)都能保持出色的性能，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。
這項(xiàng)研究成果已于近日在國(guó)際期刊《先進(jìn)能源材料》上發(fā)表，為碳納米管纖維在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的道路。
中國(guó)讓碳纖維性能更強(qiáng)應(yīng)用更廣
上海石化是中國(guó)石化唯一的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地，近年來(lái)聚焦能源轉(zhuǎn)化、能源存儲(chǔ)、低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域加快推進(jìn)“大絲束+小絲束”、“高性能+通用級(jí)”碳纖維產(chǎn)品系全覆蓋，持續(xù)加快技術(shù)創(chuàng)新和迭代升級(jí)。
日前，由上海石化生產(chǎn)的48K大絲束碳纖維風(fēng)電專用料，被三一重能公司成功制造成131米全球最長(zhǎng)的陸上風(fēng)電葉片，首批風(fēng)電葉片已成功下線，并即將掛機(jī)試驗(yàn)。使用傳統(tǒng)的玻璃纖維材料，當(dāng)葉片長(zhǎng)度超過120米時(shí)，就達(dá)到自身材料的性能極限，而由48K大絲束碳纖維風(fēng)電專用料制造的這款風(fēng)電葉片，力學(xué)性能優(yōu)異，突破了這一極限。
上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有歷時(shí)17年，目前已形成1500噸/年小絲束碳纖維、6000噸/年大絲束碳纖維生產(chǎn)能力，碳纖維新材料已在諸多傳統(tǒng)和新興領(lǐng)域應(yīng)用——除了風(fēng)電葉片，在碳纖維連續(xù)抽油桿、碳纖維地鐵列車車頭罩、橋梁工程中的碳纖維斜拉索等領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。北京2022年冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”的碳纖維及其復(fù)合材料外殼，也有上海石化碳纖維的貢獻(xiàn)。
10多年來(lái)，科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)潛心研究，持續(xù)推動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)迭代升級(jí)。在小絲束碳纖維項(xiàng)目建設(shè)中，采用自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)獨(dú)有的硫氰酸鈉濕法工藝和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維成套技術(shù)；在大絲束碳纖維項(xiàng)目建設(shè)中，從裝備到工藝量身定制專用生產(chǎn)線，自主開發(fā)全流程全裝備DCS控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原絲上位等自動(dòng)化操作。
圍繞新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，目前上海石化已經(jīng)超前做好了5年至10年的碳纖維產(chǎn)業(yè)布局，正加快推進(jìn)‘大絲束+小絲束’‘高性能+通用級(jí)’碳纖維產(chǎn)品系全覆蓋，聚焦能源轉(zhuǎn)化、能源存儲(chǔ)、低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。
在拓展大絲束碳纖維風(fēng)電專用料市場(chǎng)的同時(shí)，上海石化也積極布局碳纖維在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在液流電池儲(chǔ)能材料方面，已經(jīng)開展大量卓有成效的技術(shù)創(chuàng)新工作，并錨定燃料電池材料、熱電材料、二氧化碳捕集等先進(jìn)材料方向加快發(fā)展。
“上海石化是中國(guó)石化唯一的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地，肩負(fù)著加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、打造世界一流碳纖維新材料的使命?！秉S翔宇對(duì)公司碳纖維產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展充滿信心。
文章來(lái)源： 郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，上善若水任方圓，中國(guó)石化，CompositesWorld
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550331.html
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瑞典初創(chuàng)公司開發(fā)儲(chǔ)能碳纖維
瑞典高科技初創(chuàng)公司Sinonous（Boras）宣布成功研發(fā)出可兼作電池電極的碳纖維材料，并最近任命Markus Zetterstr?m擔(dān)任首席執(zhí)行官，以推動(dòng)該技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。Sinonous已在其實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中成功用碳纖維技術(shù)替代了AAA電池，并將目標(biāo)鎖定在將這項(xiàng)技術(shù)拓展至更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無(wú)人機(jī)、計(jì)算機(jī)、大型車輛及飛機(jī)等。
碳纖維因其獨(dú)特的電化學(xué)特性而具備儲(chǔ)存能量的能力。Sinonous旨在利用這一多功能性，制造出既能儲(chǔ)存能量又能作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成部分的碳纖維結(jié)構(gòu)電池。
Sinonous的碳纖維技術(shù)源于Oxeon，這是一家由Chalmers Venture投資的公司。此前，這種碳纖維曾被美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）用于火星上的“機(jī)智號(hào)”（Ingenuity）直升機(jī)的旋翼葉片。該公司表示，由于其超輕的重量和超薄的厚度，工程團(tuán)隊(duì)選擇了這種碳纖維作為理想的材料。
對(duì)于客機(jī)而言，要實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)，必須大幅減輕機(jī)身重量。同樣，對(duì)于公路車輛而言，減輕重量也至關(guān)重要，因?yàn)檫@有助于延長(zhǎng)電池每次充電后的行駛里程。目前，由于采用錘離子電池，大多數(shù)電動(dòng)汽車的重量比普通汽車重近50%。然而，真正的結(jié)構(gòu)電池不僅能作為電源，還能作為車身等結(jié)構(gòu)的一部分，從而實(shí)現(xiàn)雙重功能。
Zetterstr?m表示：“盡管在碳纖維中儲(chǔ)存電能的效率可能暫時(shí)無(wú)法與傳統(tǒng)電池相媲美，但由于我們的碳纖維解決方案同時(shí)具備結(jié)構(gòu)承載能力，因此在系統(tǒng)層面仍能實(shí)現(xiàn)巨大的效益。”
韓國(guó)KIST開發(fā)出儲(chǔ)能能力提高33倍的碳納米管纖維
韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）近期取得突破性進(jìn)展，由鄭賢洙和金承敏領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種新型碳納米管纖維，其儲(chǔ)能能力相比現(xiàn)有產(chǎn)品提升了驚人的33倍，同時(shí)強(qiáng)度也顯著提升。
這種新型碳納米管纖維不僅具有柔韌性好、重量輕的特點(diǎn)，還展現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械和電氣性能。研究團(tuán)隊(duì)通過纖維化粉末狀碳納米管，顯著增強(qiáng)了其電化學(xué)活性和物理性質(zhì)。該纖維的儲(chǔ)能能力、機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性均遠(yuǎn)超普通碳納米管纖維，分別達(dá)到了33倍、3.3倍和1.3倍的提升。
值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)還采用了“濕法紡絲”技術(shù)，通過將纖維聚合物溶解在溶劑中并釋放出來(lái)制造纖維，使得大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。在實(shí)際應(yīng)用中，這種新型碳納米管纖維在彎曲、折疊甚至放入洗滌劑時(shí)都能保持出色的性能，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。
這項(xiàng)研究成果已于近日在國(guó)際期刊《先進(jìn)能源材料》上發(fā)表，為碳納米管纖維在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的道路。
中國(guó)讓碳纖維性能更強(qiáng)應(yīng)用更廣
上海石化是中國(guó)石化唯一的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地，近年來(lái)聚焦能源轉(zhuǎn)化、能源存儲(chǔ)、低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域加快推進(jìn)“大絲束+小絲束”、“高性能+通用級(jí)”碳纖維產(chǎn)品系全覆蓋，持續(xù)加快技術(shù)創(chuàng)新和迭代升級(jí)。
日前，由上海石化生產(chǎn)的48K大絲束碳纖維風(fēng)電專用料，被三一重能公司成功制造成131米全球最長(zhǎng)的陸上風(fēng)電葉片，首批風(fēng)電葉片已成功下線，并即將掛機(jī)試驗(yàn)。使用傳統(tǒng)的玻璃纖維材料，當(dāng)葉片長(zhǎng)度超過120米時(shí)，就達(dá)到自身材料的性能極限，而由48K大絲束碳纖維風(fēng)電專用料制造的這款風(fēng)電葉片，力學(xué)性能優(yōu)異，突破了這一極限。
上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有歷時(shí)17年，目前已形成1500噸/年小絲束碳纖維、6000噸/年大絲束碳纖維生產(chǎn)能力，碳纖維新材料已在諸多傳統(tǒng)和新興領(lǐng)域應(yīng)用——除了風(fēng)電葉片，在碳纖維連續(xù)抽油桿、碳纖維地鐵列車車頭罩、橋梁工程中的碳纖維斜拉索等領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。北京2022年冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”的碳纖維及其復(fù)合材料外殼，也有上海石化碳纖維的貢獻(xiàn)。
10多年來(lái)，科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)潛心研究，持續(xù)推動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)迭代升級(jí)。在小絲束碳纖維項(xiàng)目建設(shè)中，采用自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)獨(dú)有的硫氰酸鈉濕法工藝和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳纖維成套技術(shù)；在大絲束碳纖維項(xiàng)目建設(shè)中，從裝備到工藝量身定制專用生產(chǎn)線，自主開發(fā)全流程全裝備DCS控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原絲上位等自動(dòng)化操作。
圍繞新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，目前上海石化已經(jīng)超前做好了5年至10年的碳纖維產(chǎn)業(yè)布局，正加快推進(jìn)‘大絲束+小絲束’‘高性能+通用級(jí)’碳纖維產(chǎn)品系全覆蓋，聚焦能源轉(zhuǎn)化、能源存儲(chǔ)、低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。
在拓展大絲束碳纖維風(fēng)電專用料市場(chǎng)的同時(shí)，上海石化也積極布局碳纖維在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在液流電池儲(chǔ)能材料方面，已經(jīng)開展大量卓有成效的技術(shù)創(chuàng)新工作，并錨定燃料電池材料、熱電材料、二氧化碳捕集等先進(jìn)材料方向加快發(fā)展。
“上海石化是中國(guó)石化唯一的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地，肩負(fù)著加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、打造世界一流碳纖維新材料的使命?！秉S翔宇對(duì)公司碳纖維產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展充滿信心。
文章來(lái)源： 郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，上善若水任方圓，中國(guó)石化，CompositesWorld
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_550331.html
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