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纳米铜基复合功能新材料在节能减排中大有作用

作者: 来源: 发表时间: 2019-08-23

Role and Application of Nano-Copper-Based Composite Functional Materials in Energy Conservation and Emission Reduction
纳米铜基复合功能新材料在节能减排中大有作用

重庆太鲁科技发展有限公司(简称:太鲁科技)是获得国际融资2017“十大绿色创新企业”殊荣的高新技术企业,此次在2019(第十届)清洁发展国际融资论坛上,太鲁科技董事长吉维群对本公司产品做进一步介绍时说:我公司自主创新一种被业内专家称为“重稀土”的“纳米铜基复合功能新材料”,并表示,将这种新材料直接用于民生、工业领域的节能减排及高端绿色制造已不再是奢望。他说

太鲁科技自主创新了一种被业内专家称为“重稀土”的“纳米铜基复合功能新材料”。我们是全球首家已实现了球形纳米铜粉的规模化工业生产的企业,中试装置年产能60吨已在2016实现,现正在筹建年产300吨纳米铜粉生产线。由于太鲁科技的材料价平均每吨仅300万元,其价格仅为进口纳米铜粉的5%,因此,将纳米铜基粉体材料直接用于民生与工业领域的节能减排与高端绿色制造将不再是奢望!我今天的演讲将围绕三点展开:

金属铜的开发与应用将极大地推动人类文明与历史进步

古代青铜文明与现代工业文明都说明了这一点,在人类发展的新阶段,特别是面对当前人类所面临的许多重大难题(如温室气体效应,自然资源保护等),纳米铜基复合功能新材料将展现出巨大的潜力与价值,我今天单就纳米铜基复合功能材料的绿色创新与节能减排进行介绍。
纳米铜粉因具有特殊的光电磁特性以及纳米粉体材料的诸多特殊功效,自20世纪70年代就成为了国外高科技领域竞相发展的重点新材料,到现在为止,国外大企业都还没有解决大规模生产问题,产量极少,全球生产纳米铜粉的生产企业不到10家,全球总存储量不到一百吨,导致纳米铜粉价格奇高(每公斤超过30万美元),因此,只能用于军工航天与特殊领域。
太鲁科技自主开发的从亚纳米、纳米、亚微米到微米级全湿法循环还原制备球形纳米铜粉新工艺,2014年被工信部组织专家鉴定达到世界领先水平,2016年建成了全球第一条年产60吨的湿法还原制备纳米铜粉生产线,以每公斤仅3000元人民币的价格大幅度降低了材料成本,因而可大量用于民生与工业领域,真正实现大规模节能减排与高端绿色制造。今年六月份,我公司的燃油催化剂与铜基抗磨修复剂被军委科技委通过科研立项,可进入军工领域。

亚纳米铜基燃烧催化剂与石化能源的绿色高效燃烧

目前,传统石化能源(包括燃油燃煤天然气等)仍占据当前能源消耗的65%以上,在开发绿色新能源的同时,解决节能与减排之间的矛盾意义重大。现在燃烧锅炉与发动机都把高效燃烧实现节能作为方向,燃烧效率高但能源有效利用率不高,特别是尾气污染排放,主要包括充分燃烧产生的CO2,未燃烧物(CH,CO、烟尘),以及难以处理的NOx(产生PM2.5与雾霾的最主要污染物)。究其根本原因是为了提高能源利用率,燃油燃煤在燃烧室中进行富氧高温快速化学燃烧,但是高温环境会激活空气中的氮气产生NOx,这是人们很少关注也没能解决的问题。
利用纳米级超微细铜粉在燃烧室高温与光热环境下,将燃烧空气中带入的水催化分解为高活性氧(大大优于空气中的氧,降低燃烧温度,提高燃烧效率)与活性氢(还原抑制NOx),从而形成活性氧催化清洁燃烧,替代传统的燃烧工艺。
利用这个发明,我们开发的燃油催化剂(与燃油添加比例0.2%)除了具有清洁(燃油宝)、抗爆(替代含铅汽油)与催化燃烧三重功效外,通过催化燃烧替代传统增加辛烷值方式提升燃油品质与节能减排效果,今年五月在中国汽车研究院进行了柴油车权威检测,节油率可达到7.1%,远超3%的国际水平,自今年春节后在工地货车连续使用效果(节油率6.2~7.8)也进一步验证了这个发现。
新开发的铜基燃煤催化剂,每吨燃煤只需喷加一公斤,通过清除锅炉焦垢提高换热效率,减少进风量10~20%,每吨燃煤减少1000立方米新鲜空气用量,实现节煤6~8%,每吨燃煤减少120~160公斤,并减少CO2排放量),降低炉膛温度(30~50℃)和NOx排放35~40%。这对于我国燃煤量大且煤质差(2018年燃煤38亿吨,占全球用量50%,且劣质煤占80%)的现状而言,以铜基燃煤催化剂实现清洁高效燃烧,现实意义重大。

铜基清洁修复剂与绿色高端再制造

据权威统计,全球有三分之一的能源被白白地浪费在机械摩擦上,有50%的安全事故是机械磨损造成的,设备报废除了造成大量的资源浪费外,每年给美国的经济损失高达GDP的1%。当前润滑油只有润滑减磨作用,无自修复功能,发动机与工业运转设备长期处于亚健康状态,造成的隐形损失巨大。我们与陆军装甲兵学院徐滨士院士团队联合开发的亚微米铜基抗磨修复剂,与润滑油按2%比例混合形成铜基复合功能润滑油,除了具有更好的润滑抗磨性能外,还具有超强的流体自清洁与独有的铜合金自修复功能,可实现在用装备的高端再制造与新装备的磨合安全保护及后精加工,设备历久弥新,减少维护量,节约大量资源。而对于发动机,利用铜基催化燃烧功效,即在燃油中添加0.2%燃油催化剂,可实现节油减排,也利于甲醇汽油的大量使用。

市场需求大,但我们的资金实力严重不足

作为拥有自主知识产权的世界领先技术,我公司大批量生产的纳米铜基复合功能新材料,添加量少,但功效特殊,价值大,用途广。比如,我们开发成功并开始向市场推广的铜基清洁修复剂、燃油催化剂、燃煤催化剂都属于行业顶端功效产品,市场空间都在千亿元以上,且会影响相关行业格局。2018年以来,我们在燃煤催化剂方面:与化医集团卡贝乐签订了50吨循环流化床锅炉示范项目商务合同;近期还将陆续启动与816厂和珞璜电厂两台锅炉项目、广安电厂项目;样板实现后,还会有多个省区潜在客户项目跟着启动。在燃油催化剂方面:我们正与长江轮船,深圳与海南的货运船舶,重庆、四川、湖北、陕西等多家工地与物流交通车进行深度洽谈,快速启动市场销售。在铜基润滑修复剂方面:我们正在广州、浙江、四川、重庆的4S店修理厂快速推广,并与比亚迪、吉利汽车保养维护系统启动对接。
我们是民营科技企业,市场需求大,但我们的资金实力严重不足,软银给我们投了1000万元天使资金,使太鲁科技走到今天,我们的目标是打造全球影响力的铜基新材料产业基地,需要战略资本的投入与合作,共同实现铜基产业,惠济于天下。(本刊记者龚文根据吉维群演讲整理报道,杜秋摄影)



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