/ EN

南方+:碳纤维时代,这家深圳企业想让中国制造碳纳米管材料走入日常生活

时间:2021-05-21

【记者】李荣华

【统筹】曲广宁

2021年,深圳以粤港澳大湾区建设为纲,以深圳先行示范区建设为总牵引、总要求,以深圳综合改革试点为关键抓手,改革开放再出发。

在此背景下,深圳争当推进产业高质量发展的先行示范者,提出培育一批“链主”企业和“专精特新”中小企业,培育战略性新兴产业增长新动能,实施“未来产业引领”计划等。但与此同时,经济高质量发展面临较大压力,基础研究、原始创新和关键核心技术“卡脖子”问题仍比较突出。

在此,南方日报、南方+栏目今日开启,拟深入挖掘一批深圳有“专精特新”潜力或者本身就是“专精特新”的中小企业,报道其在中国乃至全球创新链、产业链中的独特价值。

烯湾科技
烯湾科技碳纳米管纤维

2月4日晚,2022年北京冬奥会、冬残奥会火炬外观设计正式亮相。这一火炬外壳是由碳纤维及其复合材料制造而成。

碳纤维材料是战略材料代表,以其突出的力学性能、优异的综合性能,被誉为“新材料之王”,但制备技术一直被一些发达国家所垄断。

不为人知的是,碳纳米管纤维材料比碳纤维材料更超前、更优质,但很多技术尚未落地,处于理论研发阶段。但是,有一家深圳公司专注碳纳米材料的研发、生产及多元化应用多年,成为碳纳米材料领域的先行者。

目前,这家名为深圳烯湾科技有限公司(下称“烯湾科技”)的创新企业,通过自主研发,攻克了碳纳米管纤维量产的关键技术,已在全球率先实现碳纳米管纤维规模化量产,具备相关先进产品的产业化能力,进入汽车、新能源电池等产业应用领域。


历程:两个高中同学20年后深圳携手创业

烯湾科技的两位创始人邓飞、章胜华是高中同学。二人情谊持续20余年,一个是材料学海归博士,一个是深圳创业者。在公司里,邓飞是董事长、首席科学家,负责技术研发,总经理章胜华负责企业管理。

烯湾科技
章胜华与邓飞(右)高中时期

邓飞人如其名,因为要兼顾在中日美三国的企业业务,从2012年就习惯于“飞来飞去”。忙的时候,邓飞两个礼拜要飞三个国家。而章胜华则主要忙于国内的商业接洽和产业落地。记者采访当天,他中午人在深圳、下午就去长沙参加活动。

在一次越洋微信语音采访中,邓飞介绍了自己的成长经历。邓飞父亲是上世纪八十年代中国首批公派留学日本的代表、东京大学陶瓷专业博士。受其父熏陶,邓飞大学也投身新材料研究领域,并进入了碳纤维复合材料领域学术权威、东京大学武田展雄的研究室攻读博士学位。

碳纤维被誉为“黑色黄金”,中国将之列为国防航空科技发展的重点研究对象,然而,碳纤维制备关键技术长期受美日等发达国家所垄断,邓飞也因为中国国籍身份,难以进入碳纤维的相关领域深造学习。

不过,邓飞幸运地得到导师武田展雄教授的建议,将研究方向定为“下一代CFRP的纳米复合材料的研究”。

碳纳米管纤维算是碳纤维的下一代基础材料,被称为“终极纤维”。不过,当时的研究发现,这种材料在纳米级别时性能表现优异,一旦堆积到肉眼可见级别时,其纳米级别的特性功能就会严重弱化,难以量产。

邓飞多年试验攻关研究,攻克了这一业内难题。2016年6月8日,邓飞与章胜华这两个高中同学在深圳成立了烯湾科技。

烯湾科技
章胜华与邓飞(右)现在

与邓飞不一样,章胜华从一名手机方案工程师起步,逐渐成为科技公司高管,在产品研发、管理和企业战略、管理、投融资等方面经验丰富。在接受高中同学邓飞的邀请前,他在一家新三板上市公司担任要职,一直想创办一家有核心硬科技技术的伟大企业。

两人创业后,很快就迎来松禾资本的超千万元的天使轮投资,又在2017年5月与2020年11月分别完成了A轮与A+轮融资。

记者从工商信息留意到,烯湾科技早在2017年就筹建了股权激励平台。邓飞介绍,为了吸引更多优秀人才,两个创始人决定拿出23%的股份给公司核心骨干,“把利益绑定在一起,才有可能成功”。

与很多创新企业相比,烯湾科技的发展进程相对较慢。在章胜华看来,“慢即快,快即慢”,而且,新材料行业是一个早期重研发、重资金的行业,早期的“慢”,将为未来“快”奠定坚实基础。


梦想:打造比“黑色黄金”更优终极材料

创业初期,邓飞需要去日本研发制备生产设备、检测设备,再运回深圳使用。2019年6月,烯湾科技在深圳市龙岗生产基地的产线全线投产,全球率先解决了碳纳米管纤维的量产可行性问题,又在广州市黄埔区建立产业基地,预计到2021年7月竣工后可将碳纳米管纤维量产规模指数级放大。

目前,烯湾科技已获得、申请国内外核心发明专利140余项,可以量产多种形态、多种规格的碳纳米管基础材料产品,包括阵列碳纳米管粉体、薄膜、纤维,性能均达到业内领先水平。尤其对外发布的全球首张大尺寸碳纳米管纤维编织布和以全球工业产线生产的最黑涂料碳纳米管超黑涂料,意味着这一超前技术具备产业化能力,引起了全球业内的聚焦。

目前碳纳米管纤维行业发展尚在起步,但碳纤维行业的发展趋势,有利于碳纳米管纤维行业的拓展。

邓飞介绍,人类正处于基础材料换代的周期,此前是金属材料时代,随着全球原材料趋紧,碳纤维作为替代金属材料的基础材料,正在不断扩大产业规模,比如飞机已有50%的碳纤维复合材料,以前飞机都是比较贵的金属材料,现在除了引擎都是碳纤维复合材料了。

从行业观察,碳纤维以其优异性能,已广泛应用于风电叶片、航空航天、体育用品等领域,随着下游需求的扩张,碳纤维远景需求更为可观。目前,中国有光威复材、中简科技、吉林化纤等碳纤维上市公司。华安证券研报认为,我国碳纤维产业已进入全面进口替代的最佳时期。

从成本比较,邓飞介绍,经测算,可量产碳纳米管纤维不仅有望在强度、断裂应变、导电性、导热性等性能上超越已有的高性能碳纤维,其制备成本也将远低于传统碳纤维。原来,生产碳纤维的原材料是石油,属于稀缺矿物资源,价格昂贵,而且生产过程能耗大,污染环境,而碳纳米纤维原材料是含碳气体,尤其是二氧化碳,来源多,且生产能耗低,排出的水,对环境无污染。

“碳纤维有成本的瓶颈,不然可能替代率更高。”邓飞介绍,碳纤维研制商70%来自日本,如果中国将碳纤维产业规模化量产、成本管控做好,就可以大规模推广该类产品,这对下一代的碳纳米管纤维的发展“只有好处,没有坏处”。

碳纳米管纤维市场是否过于超前?邓飞解释,碳纳米管纤维材料诞生于日本,但碳纳米管纤维产业化才开始,主要的市场与产能都在中国,“碳纤维相当于CD,碳纳米纤维是U盘,一旦电脑普及,产业规模上去,U盘就没有劣势了。”


未来:自给自足实现基础材料国产替代

因为受父亲影响,邓飞从小时候日本读书时就怀有产业报国的梦想。

他认为,国产替代是中国产业升级的必经阶段,是中国制造从组装到创新的应有之举,是以自主创新打造科技强国的关键之举。

在邓飞看来,就像中国是稀土产量大国,但是无法实现核心芯片自给自足一样,中国的基础材料产业有待实现自主可控,才会少被“卡脖子”。

近年,政策利好不断出现。2020年9月,国家发改委等四部门联合印发《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》,高性能纤维材料作为新材料产业发展的重点位列其中。而深圳市工业和信息化局2021年1月印发的《关于进一步促进深圳市新材料产业发展行动计划(2021-2025年)》(简称《行动计划》),也在积极布局相关材料,涉及项目包括高取向高分子基碳纳米管复合材料、碳纳米管薄膜、碳纳米管纤维、超分散型碳纳米管导电剂等。

不过,《行动计划》指出,近年来,深圳新材料产业仍存在一些问题和薄弱环节制约产业进一步发展壮大,主要表现在产业基础研究、原始创新能力与国际先进水平仍有较大差距,新材料制备关键工艺与专用装备缺乏,部分高性能关键新材料仍然主要依靠进口,新产品开发周期长、推广应用难、产业集聚度低、发展空间不足等方面。

两位创始人坦言,烯湾科技作为一种深圳新材料行业的先行者,上述问题都碰到过,尤其是目前,作为一种超前的基础材料,推广应用是接下来的难点和重点,“如何让下游客户接受碳纳米管纤维材料是当前的挑战之一”。

烯湾科技
烯湾科技碳纳米管薄膜

经过5年发展的烯湾科技,完成了从0到1的初创期,进入1到X阶段的突破期。除了自主开发外,烯湾科技也在与国内外终端产品大厂、知名科研院所合作,共同推动技术转化、产品落地,积极开拓应用市场。目前,烯湾科技与国内外多家知名企业建立多领域的二次应用开发合作关系。

截止目前,烯湾科技先进碳纳米材料的主要应用领域包括:汽车、高铁等高端装备轻量化,高强度压力储存容器(如储氢罐),先进电子封装/屏蔽/散热材料,新能源锂电池正/负极导电材料,增强改性材料等多个领域。

对于未来,邓飞和章胜华依然认为耐心最为重要。“因为我们做的是基础材料,比如生产一辆汽车,把不锈钢换成新材料,需要大量性能验证,比换掉车里的一个屏或沙发的验证周期要长很长。这是一个漫长的技术验证和市场教育的过程。”

“我的最大愿景,让碳纳米管材料渗透日常生活。我从读书就开始做,学术界一直否定这个材料,我们证明可以量产,希望可以在眼睛看的地方都开始用了。”邓飞告诉南方+记者


企业档案

烯湾科技

项目介绍:2016年6月成立,是全球领先的碳纳米管纤维及复合材料研发和生产高科技企业,率先实现了碳纳米管纤维量产突破,所生产的碳纳米管及纤维力学性能出众,被称为下一代新型高强度纤维材料。

团队成员:创始人邓飞是日本东京大学博士;联合创始人章胜华是北京大学硕士。

融资状态:2020年11月宣布完成近2亿元A+轮融资。投资机构有松禾资本、博将资本、美都能源、荣富资本等。

烯湾科技
邓飞

【深创者说①邓飞】

在基础材料尤其是碳纤维材料开发领域,中日企业的原材料一样,甚至中国制备设备比日本的设备更好,但是,材料产品做出来就没有日本的好。为什么?因为中国企业的产品良品率比不过日本企业,大部分不能用。

归根到底,新材料研发生产不是拿钱砸就能短期砸出来的,它需要经年累月的经验和技术积累,更需要社会意识形态的改变。

改变什么?比如在深圳,最缺的是平静心。这里有很多发财暴富实现命运逆袭的方式,对于缺乏对于在基础岗位长期踏实坚持的人的充分肯定和尊重。

我们做前沿材料研发生产,看上去高精尖,但是干的其实就是农民的事儿。每天,我们要早起晚归,亲自去工厂实验室干活,雇别人代做还做不好,每天很累、很苦、很脏,只有扎扎实实才能把功夫练好。(完)