上海石化碳纖維生產(chǎn)車間。（資料圖片）

近日，北京2022年冬奧會(huì)火種在希臘古奧林匹亞成功點(diǎn)燃，碳纖維制成的北京冬奧會(huì)火炬“飛揚(yáng)”再次成為焦點(diǎn)。

在動(dòng)感和活力的外形下，火炬科技含量十足。其外殼由碳纖維及其復(fù)合材料制成，使整個(gè)火炬呈現(xiàn)出“輕、固、美”的特點(diǎn)。

據(jù)參與研發(fā)的中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司介紹，研發(fā)過(guò)程中，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)解決了碳纖維復(fù)合材料在極端條件下的應(yīng)用瓶頸，實(shí)現(xiàn)了火炬外殼在高于800℃的氫氣燃燒環(huán)境中正常使用，破解了火炬外殼在1000℃高溫制備過(guò)程中起泡、開(kāi)裂等難題。

碳纖維是一種高強(qiáng)度、高模量新型纖維材料。其力學(xué)性能優(yōu)異，比重不到鋼的四分之一，強(qiáng)度卻是鋼的7倍—9倍，并且還具有耐腐蝕、高模量的特性，廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、交通運(yùn)輸、體育休閑等領(lǐng)域。當(dāng)前，上海石化正積極推進(jìn)碳纖維在儲(chǔ)氫領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)新材料與新能源攜手并進(jìn)，加快氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

據(jù)了解，推動(dòng)氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的提升和儲(chǔ)運(yùn)成本的下降是氫能產(chǎn)業(yè)走向成熟的關(guān)鍵，而車載儲(chǔ)氫技術(shù)的改進(jìn)將是未來(lái)氫燃料電池車發(fā)展的重點(diǎn)突破環(huán)節(jié)。其中，碳纖維纏繞復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶被寄予厚望。目前，上海石化積極推進(jìn)碳纖維用于纏繞氣瓶的制造工藝技術(shù)研發(fā)，已在金屬、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶方面取得突破性成果。

碳纖維有很高的技術(shù)壁壘，此前只有日本、美國(guó)等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家擁有并掌握，上海石化是國(guó)內(nèi)較早研發(fā)碳纖維并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。早在2012年，該公司采用自主研發(fā)的碳纖維成套技術(shù)，生產(chǎn)12K小絲束碳纖維。2018年，該公司成功試制出了具有國(guó)際先進(jìn)水平的48K大絲束碳纖維。今年1月，國(guó)內(nèi)首個(gè)48K大絲束碳纖維項(xiàng)目在該公司開(kāi)工建設(shè)，該項(xiàng)目投產(chǎn)后將改變我國(guó)大絲束碳纖維全部依賴進(jìn)口、長(zhǎng)期供不應(yīng)求的局面，預(yù)計(jì)2022年一期工程建成投產(chǎn)。據(jù)了解，大絲束碳纖維用于纏繞氣瓶，其纏繞效率是小絲束的3倍—4倍，可有效降低成本，進(jìn)一步推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

作為中國(guó)最大的煉油化工一體化企業(yè)之一，上海石化擁有約23萬(wàn)噸/年的制氫能力，建有兩套氫氣提純裝置，所產(chǎn)氫氣均符合國(guó)家氫燃料電池質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，該公司擁有較成熟的制氫技術(shù)和豐富的用氫經(jīng)驗(yàn)，與周邊地區(qū)氫氣管網(wǎng)互通，具有發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的良好基礎(chǔ)條件。今年9月，上海石化供氫中心建成，日供氫能力達(dá)2500公斤，投用后預(yù)計(jì)每年可減少碳排放約2920噸，相當(dāng)于植樹(shù)15.8萬(wàn)棵。

此外，上海石化大力發(fā)展風(fēng)光綠氫產(chǎn)業(yè)，積極開(kāi)展氫能領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研合作。今年8月，與華東理工大學(xué)開(kāi)展新一輪戰(zhàn)略合作，成立氫能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)月，裝機(jī)容量為400千瓦的示范性光伏電站成功并網(wǎng)發(fā)電，每年可減少碳排放341噸。下一步，該公司還將積極布局海上風(fēng)力發(fā)電，探索利用風(fēng)電、光伏電解水生產(chǎn)綠氫，打造風(fēng)光電制氫綠色低碳綜合能源示范區(qū)，力爭(zhēng)成為上海市綠氫供應(yīng)中心。

作者：李景

來(lái)源： 經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)