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轻轻一碰就能给手机充满电，等待一个红绿灯的时间就能给电动车充满电……这些满满未来科技感的新能源应用场景正在变为现实，奥秘就是它们搭载的“超级电容器”，而原材料竟来自餐桌上普通的玉米。
在山西省太原市清徐县中科美锦淀粉基电容炭产业化项目生产线上，洁白的玉米淀粉正在经过低温交联、中温炭化、高温活化、深度纯化、表面钝化等一道道工序，变成了一粒粒乌黑的炭球。这身“黑衣服”一穿，它的身价也实现了百倍的剧增，每吨3000元的玉米淀粉，加工成超级电容炭，就能卖到每吨30万元。令人难以想到，普通的玉米可以身价提高100倍，在电子的世界里“翩翩起舞”。
这一场景的实现得益于“超级电容器”的发明。超级电容器是传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它的储能量是传统电容器的10万倍，既有电容器快速充放电的特性，又有电池的储能特性，具有功率大、循环寿命长（10万次到100万次充放电后性能不发生明显衰减）等优点。比如，现在我们手机用的锂电池，充满电需要1-2小时，但是超级电容器在1分钟以内就可以充满，而且不论严寒酷暑性能基本不打折扣。循环使用寿命长，可以达到百万次，即使驾驶10年的新能源汽车报废后，超级电容器还能拆下来正常使用。此外，超级电容器还具有安全性高、环保等特点，遇碰撞、挤压、穿钉等不会起火、爆炸，在生产、使用、存储，以及拆解过程中均不使用有害化学品或有毒金属，是绿色环保的储能装置。目前，超级电容器在各领域应用前景非常广阔，已经应用于国防军工、轨道交通、城市公交、智能电网、消费电子等重要领域和环节。据预测，它将引领下一代电池革命。
电容炭作为超级电容器的核心原材料，它的品质将直接决定超级电容器的工作能力及使用寿命。电容炭生产工艺和配套设备条件严苛，我国的电容炭产业尚未成熟，属于“卡脖子”难题。从2015年起，中国科学院山西煤化所709课题组投身于电容炭国产化技术的攻关，他们在上百种原材料中一个个试，在无数的试错中，终于找到了最理想的原材料——玉米淀粉，而且还验证出了一个结果，只有山西和山东的玉米，在纯度和结构上最理想。
美锦能源与中科院山西煤化所强强联手，从2016年起，美锦能源投资2300万元用于中试技术攻关，并获得16项专利。2019年建成10吨级电容炭中试线，并完成优化固化形成工艺包。经过几年与宁波中车新能源、锦州凯美等下游主流用户互动，产品检测结果表明，大部分指标与日本主流产品相同，个别指标超过国外产品。
2021年4月，中国石化联合会组织邀请国内炭素产业的领军人才和下游主流用户对该术进行评估认定，中试产品属于国内首创，达到国际先进水平，具备进口替代的能力。
2021年8月，美锦能源与山西煤化所签订投资协议，成立山西中科美锦炭材料有限公司，拟投资1.6亿元建设“1000吨淀粉基电容炭产业化（一期500吨）项目”。项目完成后，中科美锦将具备年产500吨电容炭的生产能力，届时有望实现电容炭的国产化和进口替代，解决困扰我国超级电容器行业多年的瓶颈性难题。
新质生产力是推动高质量发展的重要引擎，“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力”被定为2024年政府工作首项任务。当前，清徐县正致力于将煤炭资源优势转化为碳基新材料发展优势，让碳基新材料成为煤炭产业向高科技高附加值转型发展的新突破点。在科研机构和企业的不懈努力下，超级电容炭从材料到器件再到应用的产业创新链正在打通，必将为清徐高质量发展增添更为强劲的动力。
（张利娜 罗阳 丁野）
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