眼下，碳材料的身影无处不在。从手机、家电零件到轮船、飞机配件，它们都离不开碳材料的应用。近日，我们走进山东济宁嘉祥县的“碳碳”新材料产业园，亲眼见证了“煤炭”的精彩蝶变。
在科技的催化下，原本只是用来发电和暖气的煤焦油、针状焦等物质，经过一系列加工处理后，变成了半导体芯片、高端装备、航天航空等高技术器材的优质材料。这些材料不仅具有高强度、高导电性、高热稳定性等特点，而且还能减少环境污染和资源浪费。
除了传统的煤焦油和针状焦，该产业园还引进了特种石墨和锂电池等石墨制品。这些产品具有广泛的应用前景，可以用于制造新能源汽车、太阳能电池板等领域。此外，还有一种新型碳材料——石墨烯，被誉为“未来材料之王”，具有极高的导电性和导热性，被广泛应用于电子器件、生物医学等领域。
嘉祥是煤炭资源大县，为避免步入“矿竭城衰”的困局，该县依托丰富的煤炭资源，开拓碳材料产业的深度和广度。“我们生产的先进碳材料是电炉炼钢、新能源电池、半导体等领域不可或缺的原材料。高端电极焦已出口至美国、日本、欧洲等多个国家和地区。”山东益大新材料股份有限公司总工程师、针状焦研究院院长廖虎说。
作为当地先进碳材料产业链主企业，山东益大新材料股份有限公司不仅为碳材料产业企业提供上游原料，还牵头制定了油系针状焦国家标准和石墨电极接头焦行业标准，填补了国内高端针状焦的空白，打破了欧美国家的技术垄断，大规格超高功率石墨电极本体焦及接头焦制备技术达到国际先进水平。“2023年，公司负极焦的国内市场占有率超50%，电极焦的出口量达到1.5万吨，占国内出口总量的50%以上，公司年产值超过19亿元，推动嘉祥成为全国高品质针状焦生产基地。”廖虎说。
科技创新是提升产业竞争力的制胜利器。作为链条企业的济宁辰星碳素有限公司长期深耕煤沥青基新型碳材料的研发与应用，力求在降低成本的同时，实现环保与节能的双重目标，为市场带来更加优质、高效的碳材料解决方案。“目前我们正在进行研发的高结焦值沥青项目，一旦成功，将填补国内空白，实现进口替代。下一步我们将加强‘产学研’合作，提升自主创新能力，打造国内领先的特种碳材料生产基地。”济宁辰星碳素有限公司总经理吴帆说。
为打通产业链条，培育产业集群，当地总投资110亿元在嘉北新城规划建设占地660亩的“碳碳”新材料产业园，按照政府规划引导、企业自主联建、资源共建共享、完善产业链配套的模式进行投资建设，打造集创新、研发、生产于一体的科技产业聚集区，成为目前全国最大的石墨热场生产基地，是中环股份等光伏行业龙头企业石墨制品供应基地。
同时，为促进产业实现高质量发展，嘉祥县充分发挥产业专班牵头服务优势，强化产业链条分析，制定全县碳材料产业全产业链发展规划，健全政企沟通平台，破解链条企业在土地、资金、能耗等方面遇到的问题。今年以来，已协助企业引进各类人才278人，解决企业诉求16项，满足企业融资需求9.28亿元，为链条企业的蓬勃发展注入强大动力。
“目前园区内正实施重点项目7个，总投资额达17.8亿元，涵盖IC级超高纯石墨制品、特碳新材料、锂电池负极材料等领域。预计项目建成后，每年将新增营业收入35.9亿元。”嘉祥县先进碳材料产业集群发展专班副主任刘丁说。
据了解，接下来嘉祥县将围绕产业发展需求，扎实做好技术研发、人才引育、成果转化、项目引进等工作。推动重点项目建设投产，进一步提升产业质量、壮大产业规模;通过精准招商、产学研合作等方式，强化碳纤维、碳碳复合材料等方向的研发和项目引进，推动先进碳材料产业由大变强、提档升级。
“为促进碳材料产业链条化、集群化发展，我们精心绘制‘嘉祥县碳基新材料产业链图谱’，通过建链、补链、延链、强链，不断完善上下游配套产业，带动产业链条集聚发展。”嘉祥县科技局局长魏芳说，目前嘉祥县已有20多家企业围绕碳基础材料、高端碳应用材料、新能源石墨制品、锂电池材料等产业链以“链”成“群”、聚“链”成“势”，打造北方碳材料产业高地。
总之，在科技的推动下，炭素材料正经历着一场绿色蝶变。从煤炭到高科技器材的优质材料，碳材料的应用已经深入到我们生活的方方面面。这不仅提高了我国的科技水平，还为经济发展注入了新的活力。未来，碳材料将在更多领域发挥重要作用，推动我国产业结构的优化升级。
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