1分钟3000℃！赛因新材料的"闪电炼金术"让煤炭秒变石墨烯

在能源转型与材料革命的时代浪潮下，一场颠覆传统碳材料生产的技术变革正在中国山西悄然上演。太原赛因新材料科技有限公司凭借自主研发的自动化快速焦耳热工艺，成功破解了炭材料高效转化的世界级难题。这项能在1分钟内将普通炭原料加热至3000℃的"闪电技术"，不仅为煤炭大省山西开辟了资源转型新路径，更让中国在高端碳材料领域站上全球领跑位置。

一、实验室里的"闪电技术"：焦耳热工艺的颠覆性突破

2021年9月，由山西大学化学化工学院吕海港教授领衔的科研团队，在"晋创谷·太原"这片科创沃土上创立了赛因新材料。这家年轻的科技企业自诞生起，就肩负着将煤炭等碳资源转化为高附加值产品的使命，而支撑其雄心的，正是堪称革命性的自动化快速焦耳热工艺。

传统的碳材料制备技术，无论是化学气相沉积法还是高温裂解工艺，都存在能耗高、周期长、污染大等问题。赛因研发的快速焦耳热工艺彻底颠覆了这一局面：通过瞬间通入大电流，让炭黑、焦炭、无烟煤甚至生物质等原料在极短时间内完成从常温到3000℃的"闪电升温"，直接转化为石墨烯、硬炭等高端碳材料。整个过程无需复杂溶剂，不产生废水排放，仅靠电力驱动，完美契合山西省"富煤贫水"的资源禀赋。

这项技术的突破绝非偶然。从2018年开始，吕海港教授团队就展开了长达三年的攻关，攻克了电流均匀分布、温度精准控制、设备耐温耐压等一系列技术难题。

研发的赛因脉冲电闪蒸反应器不仅实现了工艺参数的全自动化调控，还创新性地采用模块化设计，可根据原料特性灵活调整工艺参数。自2020年推向市场以来，该设备已被清华大学、中科院等20余所科研院所采用，在基础研究和应用开发领域取得了丰硕成果。

二、从实验室到生产线：技术创新的产业化蜕变

在技术突破的基础上，赛因始终坚持产业化导向。公司组建了由材料科学、自动化控制、机械设计等多学科人才构成的研发团队，针对规模化生产需求对工艺进行持续优化。

通过改进电极结构、优化冷却系统、升级控制系统，将单批次处理量从最初的几克提升到现在的5公斤，生产效率提高了数百倍。同时，研发团队还开发出独特的原料预处理技术，使煤炭经简单加工后即可直接用于生产，大大降低了原料成本。

在产品开发方面，赛因已形成了完整的石墨烯产品体系。其生产的石墨烯粉体具有优异的电学、力学性能，在多个应用领域展现出独特优势。

在道路材料领域，只需在沥青中添加0.1%的赛因石墨烯，就能使沥青路面的使用寿命延长一倍；在电池材料领域，研发的多功能导电剂可显著提升电池的充放电性能和循环寿命。目前，公司已开发出石墨烯粉体、沥青增强剂、水泥增强剂等8大系列产品，申请发明专利12项，实用新型专利18项。

三、政产学研协同：创新生态赋能技术跃迁

赛因的快速发展，离不开"晋创谷·太原"构建的创新生态体系。作为山西省重点打造的科技创新平台，"晋创谷"通过"政产学研金服用"的协同机制，为企业提供全方位支持。

在政策层面，山西省财政部门为赛因提供了100万元"创新启动资金"，并将其纳入太原"先投后股"支持项目，给予500万元关键资金支持。这种灵活的资金支持模式，既解决了企业初创期的资金需求，又降低了企业的资金压力。2025年，赛因的300吨石墨烯生产线项目入选首批"晋创谷·太原"科技成果转化和产业化支持项目，获得政策倾斜和资金扶持。

在产学研合作方面，赛因与山西大学建立了深度合作关系。依托山西大学国家大学科技园，赛因成立了石墨烯产业创新中心，共享学校的科研设备和人才资源。

双方联合开展的"煤炭基石墨烯制备技术"项目，获得山西省科技重大专项支持。同时，赛因还与中科院山西煤化所、太原理工大学等科研院所建立了合作关系，构建起多层次的研发创新体系。

在金融支持方面，通过山西省科技厅牵线搭桥，赛因获得了金融机构160多万元的授信贷款。"晋创谷"还为企业提供知识产权质押融资、科技保险等多元化金融服务，解决企业发展的资金瓶颈。这些支持让赛因实现了从实验室到产业化的跨越，年产能从最初的50吨提升至300吨，预计年产值将突破2亿元。

四、未来展望：碳材料领域的中国方案

站在新的起点，赛因制定了清晰的发展蓝图。公司计划在未来三年内将产能提升至1000吨，重点开发石墨烯在新能源电池、复合材料、电子信息等领域的高端应用产品。同时，赛因还将积极参与国际标准制定，推动快速焦耳热工艺成为全球碳材料制备的主流技术。

这项源自山西的技术创新，不仅为传统资源型省份的转型发展提供了新路径，更为全球碳材料产业变革贡献了中国方案。当普通的煤炭、焦炭在赛因的设备中，经过1分钟的"闪电淬炼"，蜕变为价值千金的石墨烯，我们看到的不仅是技术创新的力量，更是一个国家在新材料领域自主创新的决心与担当。在"双碳"目标的指引下，赛因的创新实践，正为中国乃至全球的绿色发展注入新动能。