【创客故事】80后留学博士的纳米洋葱碳

　　实验室里的张卫珂（左）

　　和无数科研人员一样，张卫珂一直奔忙在研发、调试机器的路上。今天还在阳泉，明天就已经到了四川，后天则已经到了山东，预约采访的电话里，永远是那个爽朗却又匆忙的声音，言语不多，说的最多的便是机器、纳米洋葱碳。采访就在这样零星的碎片时间里开始了。

　　 创客名片

　　张卫珂

    1981年9月出生，山西中兴环能科技有限公司项目总经理，博士研究生，曾在澳大利亚留学，致力于纳米碳材料的制备研究，回国后任教于太原理工大学环境工程学院。2014年10月，经阳泉市海外人才推荐会，落户阳泉市经济开发区，注册成立了山西中兴环能科技有限公司，是一家以研发、生产、销售新型电极材料的科技型企业，是全球唯一一家可以实现纳米洋葱碳材料量产化的企业。

    走进实验室无数次苦战只为遇到纳米洋葱碳

    1月27日是太原理工大学放假的日子，对于大多数老师来说，每年的寒暑假是放松休闲的时候，可对于张卫珂来说，来不及片刻养神，便马不停蹄地转战第二阵地——阳泉，他说：“没办法，年底新上的机器需要调试！”

    趁着张卫珂调试机器的空当，记者翻阅了有关张卫珂的介绍。只见简介中赫然写着：“潜心致力于科研事业，勤奋敬业，先后发表相关论文32篇。其中：《碳纳米管/导电聚合物薄膜电极的制备及其在超级电容器中的应用》《氮氧化物在含铜类钙钛石型复合氧化物纳米纤维和晶粒上的分解》获得山西省基础研究项目，青年科技研究基金，《零排放制备氢气及纳米碳材料》获得山西省回国留学人员科研资助项目，《甲烷催化裂解制备高选择性纳米碳材料》获得太原理工大学青年基金等八项科研项目成果，并研发申请取得了《零排放制氢发电产碳装置》《天然气煤层气煤气液化气彻底燃烧催化剂》等15项发明专利……”

    看着这一箩筐的专业术语，作为外行人的记者自然是看不懂，只知道这个大男孩一样的博士，一直在致力于一种高科技环保节能项目的科学研究，而这些论文成果的背后便是一次次的试验，失败，再试验，再失败，简单而又枯燥。

    面对这样的想象，张卫珂只是用一贯的“呵呵”声回应，或许这样意料中的事对他来说已经习以为常。他说，为了保证每一次试验任务的完成，他和他的研究团队常常不分节假日，加班加点，一起摸索、建立分析方法，分析、处理繁多的试验样品。不过，他们知道，他们正在进行的研究是一项利国利民的伟大工程，所以再苦再累都觉得值得。

    通过图片，张卫珂向记者介绍说，纳米洋葱碳是一种黑色粉末，在高倍电子显微镜下，碳分子横切面呈洋葱状，故称洋葱碳。名字听上去似乎离我们很远，其实用它制成的超级电容器和我们的生活息息相关。最常见的应用于电动汽车，能效是原来的几十倍。

    “纳米洋葱碳作为电极材料生产的电容器，不仅具有小体积、大容量的特点，还可实现快速充放电和大电流发电，充放电次数可达10万次，寿命长、效率高，同时可在极低温、极恶劣的环境中使用。”张卫珂说，这一点与山西省煤层气的清洁利用以及即将推动的电动汽车行业不谋而合。而他，无数次的试验苦战、等待，仿佛只是为了与纳米洋葱碳相遇。

    小碳粒做媒科研团队助力节能减排落户煤城

    张卫珂说，与阳泉的结缘纯属偶然，但也是偶然中的必然。

    阳泉，山西工业重镇。多年来，依靠煤炭资源，实现了经济的快速增长。然而，由于煤炭持续开采，阳泉承受着资源枯竭和环境制约带来的巨大生存压力，深层次的结构性矛盾渐渐暴露，实行产业结构调整迫在眉睫。

    2014年6月，阳泉市组织“高层次人才项目”推介会，以张卫珂为依托的澳大利亚西澳大学技术团队的研究项目吸引了阳泉市政府的目光。为了将其引进，阳泉经济开发区和阳泉市人才办主动出击，积极对接。

    感动于阳泉人的热情，张卫珂与阳泉市经济技术开发区签订人才引进协议，随后将“煤层气催化裂解零排放制备纳米碳材料”项目落户阳泉。同年10月，张卫珂带领其研发团队在阳泉经济技术开发区注册成立了山西中兴环能科技有限公司，着力于对煤层气的清洁利用和纳米洋葱碳的研发、生产。

    阳泉经济开发区没有让张卫珂博士失望。在标准化厂房尚未打造完全的情况下，开发区积极协调用水用电，迅速组织基础装修，仅一个月，山西中兴环能科技有限公司便入驻“新家”。

    没有开业的喜悦，也没有太多的鲜花和掌声，像机器一般，张卫珂和他的团队便投入了新一轮的研发和调试，也迎来一次次战果和机遇。

    在阳泉经济技术开发区管委会的关心重视下，公司成功搭建了纳米碳材料实验室及催化剂实验室。2015年5月，公司在上海股权托管交易中心挂牌上市，许多风险投资公司纷纷来企业调研考察，表达了投资意向。随后，公司被批准为“阳泉市重点实验室”，并分别与太原理工大学和山西工程技术学院签订了产学研合作协议，“产学研基地”正式挂牌。

    “有利的人才优势和强大的技术支撑，使得项目设备和工艺流程在完全依靠自主设计的条件下，也能顺利进行。”张卫珂说，科技是第一生产力，公司成立伊始，中兴环能便“立足科技发展，着力自主创新”。人才优势成为了公司深化“产、学、研”合作的有利条件。张卫珂在澳留学时便致力于纳米碳材料的制备研究，回国后任教于太原理工大学环境工程学院。他们的技术团队一成立便拥有西澳大学、太原理工大学、中科院第九研究所等相关资源。目前，公司26名科研人员中，3人拥有硕士学位，4人拥有海外留学背景。

    产学研结合创新发展“阳泉造”高精尖制备

    张卫珂说，进取是发展的动力，创新是发展的根本。锐意进取，开拓创新，是科研发展的灵魂，需要公司每个人坚持不懈地以“锐意进取，不断超越”的精神来自我激励，他甘愿做科技创新的领头羊。

    在他们的努力下，日本三菱集团旗下明和产业株式会社，香港中华煤气集团，中国科学院物理所、高压所、金属所，西安工程大学，成都电子科技大学等科研机构，通过对公司产品了解后，先后与公司取得联系，并对项目的发展前景给予了充分肯定，均表达了合作意向。

    对此，阳泉市科技局局长何海平说，在阳泉市开发区的科技园，像中兴环能这样的高科技企业有十几家，都是山西乃至全国一流的高新技术企业。我们希望中兴环能能够尽快规模化生产，以带动阳泉市新材料产业向更高端化发展。

    张卫珂说，纳米洋葱碳作为高性能纳米碳材料的一种，在电动汽车、通信、消费和娱乐电子、信号监控等领域的电源应用方面具有广阔的市场前景。其较高的耐候性、抗压性，是航空润滑剂的不二选择，并且作为超导材料、电极材料与其他同类纳米材料相比有很大的优越性，此外在医用领域也能作为去除人体代谢的载体。他们的研究项目工艺是以煤层气为原料，通过化学气相沉积法，对煤层气进行催化裂解，经过催化、裂解技术，转变成纯净的氢气和纳米碳材料，同时得到清洁能源——氢气，实现煤层气的清洁利用和纳米碳的批量制备。

    目前，国际市场的先进技术只能做到将甲烷分离，而高石墨化程度的纳米碳的生成尚停留在克级。而中兴环能作为全国首家可对纳米洋葱碳实现量产的企业，现在已经完成了中试阶段，成为了全球首家实现纳米洋葱碳公斤级量产的企业。按照规划，公司两年内要向年产吨级目标冲刺，建成全球领先的纳米洋葱碳材料超级电容器及应用研发基地，并迅速占领国际碳材料市场，真正打造出阳泉制造的“高精尖”。

    导师点评

    刘兆征：山西省委党校经济学教研部副主任、教授

    张卫珂的山西中兴环能科技有限公司是“双创”政策在山西结出的丰硕果实。从一定意义上说，山西中兴环能科技有限公司是我省《关于发展众创空间推进大众创新创业的实施意见》带来的“真金白银”。

    作为全球唯一一家可以实现纳米洋葱碳材料量产化的企业，山西中兴环能科技有限公司无疑是处在转型升级中的山西经济的一抹亮色和新型引擎。面对2014年以来经济下行的不利局面，省委及时将科技创新作为“三大突破”之一。山西中兴环能科技有限公司的成立和发展，初步展现了我省“科技创新”的良好势头。中兴环能现已完成中试阶段，两年内要实现年产吨级目标，并占领国际碳材料市场，其正在释放着不竭的动力，成为山西经济发展的希望种子。省委“十三五”规划建议明确提出，把创新作为引领发展的第一动力，把人才作为支撑发展的第一资源，把创新摆在全省发展全局的核心位置。相信未来，像中兴环能这样的公司必将在三晋大地遍地开花。