蘭炭是以低變質煤為原料在隔絕空氣的情況采用低溫干餾技術生產的一種固體產品。它是一種較為硬而脆的煤種,在開采及運輸的過程中會產生大量的焦末,其中粒度在3mm以下的蘭炭焦末約占總量的10%左右,一般作為低級燃料處理或棄置與地頭、河道,不僅浪費了資源、也對環境造成了污染。我們的工作是將蘭炭經過改性后加工制作成高品質活性碳材料,延長蘭炭產業鏈,變廢為寶。它在超級電容器儲能,水處理、海水淡化、催化劑載體和吸附等領域有廣泛應用。其中,作為超級電容器電極材料應用較廣。超級電容器是一種介于傳統電容器與電池之間儲能器件。其主要特征是大電流充放電優異,功率密度高,循環壽命超長(大于10萬次),應用溫度范圍廣(-20-80度),非常適合作為高功率電源設備,如用于汽車啟動電源,城市公交電源,重型機械高功率電源,動車能量回收裝置和軍事武器如激光炮等電源設備。
目前,市場上的多孔碳材料主要是用椰殼等植物通過一次碳化和二次活化完成,工序較多,耗能大。本項目采用一步活化便可將其轉變成優質的多孔碳材料。研究結果表明,蘭炭基多孔材料容量大幅度提升,是未活化材料的4-6倍。5000次循環基本保持不變。最高容量在225F/g。本團隊通過對多孔碳進一步改性以后,容量進一步提升,最高容量可以達到280F/g,顯示出很強的電荷儲存能力?,F在市場上高性能活性碳的價格在100萬元/噸以上,用蘭炭制備的活性炭,生產成本可以控制在3-5萬元/噸,利潤巨大!
蘭炭粉末制備多孔碳的優勢:
(1)節能。利用蘭炭制備多孔碳只需要一步活化即可,相比于椰殼和生物質,通過“碳化+活化”過程,步驟少,操作簡單,節約能源。
(2)生產過程中使用的活化劑可以重復使用,因此投入成本少。
(3)多孔碳的制備溫度低,能耗低,制作成本低。
(4)制作的多孔碳比表面積大。做電容器電極容量高。做吸附劑則吸附能力強。
(5)現在市場上高品質活性碳的價格是100萬元/噸,用蘭炭制備的活性炭比表面積大,結構穩定,成本3-5萬元/噸,因此,利潤巨大。
技術指標(性能參數)
市場前景及應用:
目前國內生產的活性碳主要集中在中端和低端產品,缺乏低灰、高強度、高吸附性、具有特殊用途的品種,使得活性炭的價格低廉,利潤低,
出口多作為生產高檔活性炭的原料。而本項目采用物理化學法可制備出性
能優異的高端活性碳材料。將其應用于超級電容器,將在諸多領域廣泛應用,市場前景非常廣闊。
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