Nouveau Matériau: Production Industrielle De Supercondensateurs Au Charbon De Ramie

La ramie, une matière textile naturelle.Aux yeux de Yang Weiqing, il prépare également des électrodes de charbon actif et les applique aux supercondensateurs.

Yang Weiqing est professeur à la faculté des sciences des matériaux et de l'ingénierie de l'Université de Jiaotong du Sud - Ouest (ci - après dénommée Southwest Joong) et a longtemps travaillé sur des matériaux et des dispositifs avancés de stockage d'énergie.à partir de 2015, il a jeté un coup d’?il à cet ? or mou millénaire non pourri ?, ouvrant la recherche sur l’industrialisation des supercondensateurs à base de charbon de ramie.

Il a souligné qu'il fallait être réaliste et laisser les gens professionnels faire des choses professionnelles.

De la coquille de coco à la tige de ramie

Par rapport aux condensateurs traditionnels, les supercondensateurs ont généralement une densité d'énergie et de puissance plus élevées, ainsi qu'une vitesse de charge et de décharge rapide et une longue durée de vie du cycle, de sorte qu'ils sont largement utilisés dans la récupération d'énergie cinétique du métro, le transport urbain à énergie nouvelle, l'aérospatiale et de nombreux autres domaines.

? la clé pour déterminer la densité d’énergie d’une supercapacité est le matériau d’électrode. ? Yang Weiqing a fait une analogie: ? c’est comme construire une maison qui détermine le nombre de personnes qu’elle peut accueillir. ? le charbon actif, en raison de ses avantages tels qu’une grande surface spécifique, une structure de pores réglable, une bonne stabilité chimique et un faible co?t, est devenu le matériau d’électrode préféré pour les supercondensateurs, utilisé pour adsorber les charges pour stocker de l’énergie.

La coquille de noix de coco, en tant que matière première, est largement utilisée pour la préparation de charbon actif capacitif.Mais cette technologie et la ligne de production à l'échelle ont été fermement tenus dans les mains des entreprises étrangères et est un grand "cou de carte" problème dans le développement de supercondensateurs dans notre pays.

"Shu Shu Shu Wu sel de kutong, le bateau de Wandong marche si wind." depuis l'antiquité, la Ramie produite dans le Sichuan est connue de près ou de loin et circule dans de nombreux endroits, parmi lesquels la Ramie produite dans la préfecture de Dahu est depuis longtemps célèbre.Pour Yang Weiqing, qui vit depuis son enfance à dahoushu, la ramie, qui dure trois saisons par an et peut atteindre 2 mètres de haut, est une spécialité locale qui ne peut plus être connue.

? la Ramie et les coquilles de noix de coco sont toutes deux de la biomasse, la Ramie peut - elle également être utilisée pour la préparation de matériaux d’électrodes? ?, a - t - il lancé ses recherches en 2015, lorsque cette idée a ? rebondi? dans le cerveau de Yang Weiqing.

La tige de chanvre de ramie se caractérise par une faible teneur en cendres et une teneur élevée en carbone, ce qui en fait la matière première idéale pour la préparation de charbon actif à haute surface spécifique.? en outre, la teneur en cellulose de ramie est plus élevée, les fibres sont orientées de manière ordonnée et ont les caractéristiques d'être poreux et poreux, contrairement au charbon actif préparé à partir de coquilles de noix de coco, le charbon actif préparé à partir de ramie est capable de mieux stocker l'énergie ?, a déclaré Luo Qitian, membre de l'équipe Yang Weiqing.

? la ville natale est pleine de ramie, en particulier les tiges d'Amarante, personne n'a besoin, le feu pollue également l'environnement. ? Yang Weiqing a recueilli des tiges d'Amarante abandonnées de la vieille ville, se balan?ant dans un matériau avancé à haute valeur ajoutée.

Le processus d'essai et d'erreur

Dans le laboratoire du Groupe thématique Yang Weiqing, un four tubulaire à haute température a été témoin du point de départ de la recherche sur la préparation du charbon de ramie.

Sur la base d'une série d'exigences expérimentales, Yang Weiqing et l'équipe ont tatonné dans des tentatives constantes pour élaborer un ensemble de méthodes de préparation comprenant plus de 30 procédés.Après épluchage ou broyage des tiges, la Ramie doit non seulement subir un traitement de carbonisation et d'activation, mais également subir des processus de purification tels que l'élimination du fer, le décapage, le rin?age, la filtration, etc.Le processus de carbonisation le plus critique est principalement effectué dans un four tubulaire à haute température."Dans un environnement d'argon, définissez certains paramètres pour faire de la cuisson de la Ramie."

Au cours de la phase expérimentale, Yang Weiqing a réussi à développer le matériau actif désiré, mais a produit seulement 100 grammes.Il reste encore un long chemin à parcourir pour réaliser la production à l'échelle des matériaux, appliquer aux dispositifs de stockage d'énergie pour fabriquer des produits capacitifs et enfin entrer dans la cha?ne de circulation des ventes.Parmi eux, le plus important est la session pilote.

Au sein de l'Académie, Yang Weiqing a progressivement mis en place une ligne pilote de charbon supercapacitif d'une production annuelle de 5 kg.? c’est un processus constant d’essais et d’erreurs, pas seulement d’améliorations technologiques. ?

Parce qu'il s'agit de préparer de nouveaux matériaux, il n'y a pas d'équipement de production standardisé sur le marché, Yang Weiqing doit donc modifier des unités similaires de ses propres mains.? comme les chaudières activées par la vapeur d’eau à haute température, parce que le débit et la température ne peuvent pas atteindre les exigences du processus, 4 ont été changés avant et après. ? les chaudières actuellement utilisées portent également des traces de ? transformation? de Yang Weiqing: les tuyaux de connexion sont enroulés tour après tour avec des bandes chauffantes qui évitent la perte de chaleur.

Après que la préparation de charbon de ramie de catégorie kilogramme a été réalisée, Yang Weiqing a visé la production cible à "tonnes".Au début, il était un peu ? ambitieux?, planifiant directement une ligne de production de 300 tonnes par an, mais les risques financiers et expérimentaux étaient trop élevés pour être abandonnés à la fin.

? ce n’est que dans la pratique que j’ai découvert que le risque de le faire était extrêmement élevé, l’équipement lumineux co?te 50 millions de yuans par an, une autre dépense si elle n’est pas adaptée à la conversion, trop d’argent à br?ler. ? Yang Weiqing a réduit l’objectif à une ligne pilote de ? production annuelle de 30 à 60 tonnes?, tout en respectant les lois de la science et de la recherche, tout en planifiant rationnellement le temps et l’argent investis.

Peu de temps après le début de la recherche sur le charbon de ramie, Southwest lington a entrepris une ? Réforme de la propriété mixte des droits de propriété sur les résultats scientifiques et technologiques des postes?, qui a introduit successivement le règlement sur l'administration des brevets de l'Université Southwest Jiao Tong et les méthodes de gestion des actifs incorporels de l'Université Southwest Jiao Tong.Le premier permet aux chercheurs de partager la propriété des résultats avec l'unité d'accueil dès le début, le second stipule que les résultats scientifiques et technologiques des postes scolaires ne sont plus inclus dans la liste de gestion des actifs incorporels de l'état, mais sont gérés par l'administration de la recherche de l'école en tant que résultats, ce qui rompt avec la situation des résultats des collèges et des universités "ne veulent pas être transférés" et "n'osent pas être transférés".

Par le vent de l'est de la politique, Yang Weiqing a également rencontré des sujets de coopération satisfaisants après avoir identifié l'objectif de la cha?ne de production pilote de 30 tonnes par an.

En janvier 2021, l'équipe de Yang Weiqing "matériaux clés de Supercondensateur à haute énergie spécifique et technologie de la série de processus de préparation de dispositifs" impliqués dans neuf inventions de travail, selon le ratio 3: 7 de l'école et de l'équipe de recherche scientifique, après avoir terminé le droit de séparation de la propriété intellectuelle, a pris une participation dans une entreprise technologique du Sichuan à une valeur de 13,88 millions de yuans.Parmi ceux - ci, 30% de la propriété intellectuelle de l'école a été achetée par la société avec une contribution de 41657400 yuans.

L'ensemble du processus de conversion n'est pas compliqué, il n'est pas nécessaire de transmettre l'approbation du Bureau du Trésor de l'école, du Bureau du Directeur et du Comité permanent du parti, il suffit de la publier sur le site Web de l'Académie du développement scientifique et technologique de l'acdsi.

Les gens professionnels font des choses professionnelles

Yang Weiqing et son équipe ont terminé la préparation du charbon de ramie de catégorie kilogramme à l'école avant de l'envoyer à la zone d'usine de co - Operators dans le district de Longquan Tai à Chengdu pour en faire des emballages souples et des supercondensateurs cylindriques de type commercial et effectuer des analyses de test de performance.Cette ligne pilote de test semi - automatisée est en service depuis près de deux ans, les processus ont m?ri et sont maintenant en phase de rodage des équipements.

Pour une parcelle de plus de 2 000 mètres carrés réservée à l'usine, Yang Weiqing a déjà prévu de construire une ligne pilote de préparation de charbon de ramie de 30 à 60 tonnes par an.

? cette entreprise avec laquelle j’ai travaillé, était auparavant principale dans le secteur de l’impression ?, a déclaré Yang Weiqing, dont la deuxième génération à la barre a pris le relais avec l’intention de transformer l’entreprise, alors qu’elle était à la recherche d’investissements, les deux hommes se sont donc mis d’accord.

Ce que Yang Weiqing apprécie le plus, c'est l'adéquation des deux philosophies."D'autres investisseurs veulent juste investir de l'argent, la recherche et le développement de produits, les ventes, etc. m'ont demandé de former une équipe, gérable n'est pas ma spécialité." ce gestionnaire d'entreprise ne laisse que Yang Wei Qing Tech, l'entreprise à la fin du produit ne lui dérange pas du tout.Dans le même temps, Yang Weiqing a également vu la force de l'entreprise: elle repose sur des entreprises familiales actives dans plusieurs domaines et possède une forte résistance aux risques.

"Réaliste, les gens professionnels font des choses professionnelles." Yang Weiqing s'est donné la demande de "trois points différents", c'est - à - dire "une personne morale inappropriée, ne détenant pas de contr?le, mais voulant s'attendre à un dividende et une chose à la fois".? bien que j’aie encore des participations dans le projet de charbon de ramie à l’heure actuelle, elles sont relativement faibles. à l’avenir, s’il y a d’autres projets, je m’en tiendrai également au principe des ? trois non ?, je ne veux pas être distrait par la recherche scientifique et je ne veux pas exagérer mon r?le. ?

Yang Weiqing se positionne dans le r?le de "substitut de recherche scientifique" et ne fait que le développement technique commandé."Une chose à la fois", l'équipe et moi - même ne résolvons que les problèmes technologiques pour l'entreprise et prenons ce que nous devons prendre. Pour ce qui est du montant à prendre, il appartient aux deux parties d'évaluer notre investissement intellectuel, humain et en temps. "

Tenez un "parapluie".

"Peut - être devrais - je me concentrer sur la recherche scientifique, j'aime aussi faire de la recherche scientifique." aime la recherche scientifique, c'est ce que Yang Weiqing a reconnu en tatonnant le long du chemin.

Après l'Université, il a travaillé comme Directeur de cha?ne de restauration, comme instructeur dans un Institut de formation à Orsay, et a ouvert un café Internet, un grand désir de gagner de l'argent.En 2003, Yang Weiqing, qui était déjà un instructeur médaillé d'or dans un établissement de formation, gagnait un bon revenu, mais il sentait toujours que chaque jour était un travail répétitif, "un peu moins".

L'année suivante, il décide de retourner sur le campus.Après des études de ma?trise et de doctorat à l'Université du Sichuan, il a poursuivi ses études aux états - Unis.Après 10 ans d'études secondaires, Yang Weiqing, 37 ans, s'est officiellement lancé dans la recherche scientifique.

Yang Weiqing enviait les savants qui ont choisi de faire de la recherche t?t le matin et qui ont longtemps persévéré, mais il savait que l'expérience humaine ne pouvait pas être reproduite.? J'ai commencé tard, je n'ai gagné que du temps. ? en particulier en 2017 et 2018, lorsque la transformation du thème a été difficile, Yang Weiqing n'a pas d? faire de compromis, s'occuper de son travail, mais s'éloigner de la compagnie et des soins de sa famille.Chaque fois qu'il y pensait, il était profondément redevable.

C'est le grincement apporté par ces "détours" qui permet à Yang Weiqing de comprendre ce qu'il veut, mais aussi d'élargir la pensée et d'ouvrir le "Paysage".En plus d'être professeur d'université, Yang Weiqing a un statut - membre de la CCPPC de la province du Sichuan.Ses propositions sont essentiellement liées à la fa?on dont les collèges et les universités transforment les résultats scientifiques et technologiques en ? dernier kilomètre?.

Sous la pluie, tu veux tenir un parapluie pour quelqu'un d'autre.La proposition de Yang Weiqing intègre toujours l'expérience résumée après sa propre pratique.Il a suggéré que le Gouvernement pourrait encourager les universités et les PME avec des mécanismes plus flexibles à co - construire des plates - formes pilotes et fournir une orientation financière ou accorder des subventions pour la phase pilote afin de réduire les risques et les pressions liés au transfert des résultats des équipes de recherche des universités.

Faisant l'inventaire des points de blocage rencontrés en cours de route, il a suggéré que, au niveau de la politique, les collèges et les universités soient incités à mettre en ?uvre des mécanismes d'évaluation conformes aux caractéristiques du travail de transformation des résultats scientifiques et technologiques, ne permettant pas toujours que "l'envoi d'articles pour évaluer Les titres" supprime la motivation des enseignants et des étudiants des collèges et des universités.

Yang Weiqing préfère sortir d'un chemin.Son objectif à court terme est de parvenir à une production industrielle de supercondensateurs au charbon de ramie répondant aux normes commerciales."Maintenant, la production de préparation de charbon de ramie est passée de 100 grammes à 30 tonnes. à l'avenir, ce que nous allons mettre en place est une ligne de production officielle de 300 tonnes par an."

Il a également l'intention de développer la ligne pilote de 30 à 60 tonnes par an en un centre d'ingénierie technique pilote, ? ce qui en fait une plate - forme pilote publique et compatible?.