李向伟：大力推动碳气凝胶全球量产化

　　据研究报告指出，2016年全球气凝胶年市场价值已达5.129亿美元，按照复合年增长31.8%估算，到2026年全球气凝胶年市场价值将达80多亿美元。碳气凝胶及其衍生物作为气凝胶市场的重要组成部分，已经成为一种业界重点发展的新型气凝胶材料。碳气凝胶主要应用在以下几个领域：

　　污水处理：碳气凝胶微孔结构丰富，具备很强的天然吸附能力。经过表面处理后，碳气凝胶可以成为一种新型环境保护材料，在污水处理中有巨大的应用潜力。超级电容器：研究学者通过碳气凝胶的改性制备，大大提高电容器性能，降低电容器开发成本。

　　碳气凝胶应用范围这么广泛，一定是得到了大规模的推广与生产？事实并非如此，在过去的一些年，空气凝胶并没有得到广泛、大量的生产，作为碳气凝胶领域的专家，李向伟是国内第一个倡导通过工艺流程革新，实现碳气凝胶低成本、大批量、质量均匀稳定的进行工业化生产的专家，提起推动碳气凝胶量产化的原因，李向伟向我们介绍说：

　　碳气凝胶之所以没有得到大规模的量产主要受以下因素的制约：首先是制备工艺非常复杂，而且制造碳气凝胶的成本一直居高不下，难以批量化生产；其次是在目前的技术下，碳气凝胶的生产周期偏长因此也就为行业带来了高迟滞率，限制了各行各业产品的生产；再次，碳气凝胶产品长时间测试后机械性能急剧下降，也阻碍了碳气凝胶的生产效率。最后，碳气凝胶在长期运行下，稳定性会大大降低。

　　以上四种难题也不是没有办法解决，然而传统的制取方法是采用高压裂解法，需用200兆怕的高压使基础材料裂解，这种方法不适用于工业化生产太不安全。在李向伟的不断思索及与团队持续试验下，终于领导公司的科研团队自行研制出来了空气凝胶是生产设备，通过材料配方调整和工艺参数匹配，开发了系列结构参数不同的产品，掌握了碳气凝胶的纳米微结构调控技术：开展了碳气凝胶电化学储能应用研究，试制了多种型号的超级电容中试样品。经检测样品在内阻、功率特性、倍率特性、循环特性等方面表现出优异的性能。用该材料制作超大容量电容器电极比能量这个关键指标比用活性炭材料制作的电极高出3～5倍，该材料出色的性能，被认为是现有电极材料（活性炭）的替代品，在能源领域有着良好的应用前景。

　　在具体的操作中，李向伟先是制定材料工业化生产的工艺路线，优化工艺参数，实现低成本、大批量、质量均匀稳定的生产，首次实现这种材料的工业化批量生产，并带领公司的生产团队使得公司成为了世界上首家达到年产100吨量级的企业，此项技术在行业内的影响也是巨大的：

　　首先，李向伟主导公司研发团队该技术成果攻克了碳气凝胶工业化大规模生产的世界性难题，在世界范围内大幅度降低了次年材料的的生产成本，使碳气凝胶产业化应用能够得以实现。其次，这项技术研发内容覆盖了基础技术、产业化技术和应用技术，打通了产业链中各个关键环节，实现全链条创新设计。在超级电容领域的应用已获验证，具有较好的应用推广前景，良好的经济和社会效益和强大的技术辐射能力，未来将带动多领域新型产业的共同发展。

　　记者了解到，目前李向伟所在的天津得瑞丰凯新材料科技有限公司在材料配方、生产工艺、技术参数、专用设备等方面拥有全部的自主知识产权。公司开展了材料的应用研发，已实现超级电容领域的应用突破，可对现有活性炭电极材料形成取代。未来碳气凝胶也将进入土壤改良、水净化、生物医药、电化学储能等多个产业领域，未来全球范围内的新能源汽车高速增长几乎已经成为共识，对于新能源汽车来说续航里程的提升需要高能量密度的动力电池支持，但高能量密度电池的安全性是目前需要解决的难题。碳气凝胶作为电池热管理的关键材料将扮演重要角色。自己作为碳气凝胶行业的“学长”，也将和碳气凝胶为代表的新材料一起实现成长，从而激发新材料行业更大的能量和动力，为行业持续带来高品质的发展前景。