一、 黑磷材料:
先谈谈黑磷材料的应用领域:
1. 能源领域:
• 电池材料:在锂离子电池和钠电池中,黑磷可以作为负极材料,具有高理论比容量(接近石墨的7倍),可延长电池的续航里程。在充电速度方面,黑磷电池可以在9分钟内恢复80%电量。兴发集团描述:黑磷基负极材料有望在3C产品中首先得到商业化推广。
• 太阳能电池:黑磷的带隙可调节特性使其在太阳能电池领域具有应用潜力。通过调整黑磷的结构和组成,可以使其吸收更广泛的太阳光谱,提高太阳能电池的光电转换效率,有助于降低太阳能电池的成本,推动太阳能的更广泛应用。兴发集团之前答复,高质量的黑磷晶体薄膜是黑磷在光传感芯片领域应用的基础,目前正在全力攻关黑磷晶体薄膜的大规模制备技术。
• 氢能催化剂:在氢能领域,黑磷可以作为催化剂用于水分解制氢反应,降低反应的活化能,提高氢气的产生速率,对于氢能的高效利用具有重要意义。
2. 半导体领域:
• 电子器件:黑磷是一种二维半导体材料,具有较高的载流子迁移率和开关比,可用于制造场效应晶体管、逻辑电路等电子器件。未来可能应用于高性能计算机芯片、智能电子产品等领域,为电子设备的小型化、高性能化提供支持。
• 光芯片和量子计算:其特殊的电子结构和光学性质使其在光芯片和量子计算领域具有潜在应用。在光通信中,黑磷可以用于制备高速光调制器、光开关等器件,提高光通信的速度和容量;在量子计算中,黑磷可能作为量子比特的载体,为量子计算技术的发展提供新的思路。
3. 生物医学领域:
• 药物载体:黑磷具有良好的生物相容性和可降解性,可作为药物载体用于靶向药物输送。能够负载抗癌药物等,实现药物的精准释放,提高治疗效果的同时降低副作用,对于癌症等疾病的治疗具有重要意义。
• 生物成像:利用黑磷的近红外光学性能,可用于生物医学成像,如近红外荧光成像、光声成像等。为疾病的诊断和研究提供高对比度的成像信号,有助于医生更准确地了解患者的病情。
• 癌症治疗:可以通过光热治疗、光动力治疗等方式用于癌症治疗。在近红外激光的照射下,黑磷纳米材料能够产生热量或活性氧物质,破坏癌细胞,实现对肿瘤的高效治疗。
4. 阻燃领域:黑磷在极低的添加量下就可以实现良好的阻燃效果,可作为高效纳米阻燃剂应用于塑料、橡胶、涂料等材料中,提高材料的阻燃性能,降低火灾风险,在建筑、电子、交通等领域具有广泛的应用前景。
5. 传感领域:基于黑磷的高灵敏度和选择性,可用于制备气体传感器、生物传感器等。例如,用于检测空气中的有害气体、生物体内的特定分子等,在环境监测和生物医学检测方面具有应用前景。
6. 光学领域:黑磷在光学领域也有一定的应用潜力。其对光偏振、薄膜厚度和掺杂敏感,可用于制备光学调制器、光开关等光学器件,以及在光学存储、光学显示等方面发挥作用。
2021.8.13兴发集团与中国科学院深圳先进技术研究院签订了战略合作框架协议,重点合作项目包括黑磷单体制备放大及下游应用技术研究。2016年,深圳先进院与湖北兴发集团合作,推动了相关黑磷制备技术以2500万元实现产业化转让,并成立了二维黑磷联合实验室,经过五年的研发,兴发集团实现了黑磷千克量级的制备,并开发出了黑磷催化剂等产品。当前公司已稳定实现黑磷晶体50公斤级制备,并已建成100公斤级黑磷放大试验装置,目前年产100吨生产装置已进入项目申报阶段,预计2024年12月份启动项目。兴发集团在贵金属催化剂应用方面取得积极进展,同时正在积极研究黑磷在新能源、医药行业应用。公司一直保持开放合作的态度持续对接下游应用企业,目前主要是科研级产品推广,包括通讯领域头部企业在内的多家科研院所有采购公司黑磷产品用于多种新材料研制。华为与兴发集团在黑磷技术方面都有不少专利,随着制备技术的不断改进和成本的降低,黑磷的应用范围将进一步扩大,市场空间也将不断拓展。
二、固态电池材料:
固态电池的硫化物路线主要是硫化锂的大规模低成本高质量制备。目前最佳方法是液相法。液相法就是把氢氧化锂放入有机溶剂二甲基亚砜溶液里,再通入硫化氢,通过加热化学反应提纯制备硫化锂。
固态电池高纯硫化锂液相制备方法:
LiOH+H2S→Li2S+H2O
加入有机溶剂二甲基亚砜
硫磺加氢气可以大规模制备硫化氢
工业制备H2S:
S+H2=H2S
兴发集团是全球最大的二甲基亚砜生产商{全球占有率达到了60%},拥有四川锂能矿业有限公司股权,其氯碱化工和合成氨产能副产氢气,有丰富的硫化工工艺生产技术,具备大规模生产硫化锂的资源和技术双重优势。
兴发集团是武汉中科先进材料科技有限公司的股东,武汉中科先进材料科技有限公司已拥有多项固态电池专利,这些专利技术都是为兴发集团研发的。
固态电池电解质Li3PS4(硫代磷酸锂),五硫化二磷是生产硫代磷酸锂的原料。兴发集团目前有1万吨五硫化二磷的产能,有生产固态电池电解质的优势,今后肯定会生产固态电池电解质Li3PS4(硫代磷酸锂)。
双氟磺酰亚胺锂也是固态电池原料
兴发集团2023年4月21日在互动平台表示,公司正在与中科院深圳先进技术研究院合作研发磷碳负极,后续将根据研发进展及市场需求进行产能布局。此外,双方合作研发的双氟磺酰亚铵锂(公司无水氟化氢可作为原料制备其前驱体氟化锂)电解质生产工艺,目前已完成小试试验,确定了相关工艺流程及控制参数,后续将择机启动项目建设。
三、半导体材料:
公司控股子公司兴福电子{IPO前兴发集团持有55.29%,国家大基金持有9.62%},已收到同意批复公司首次公开发行股票注册文件,预估正常12月底前应该能上市成功。
公司主要生产用于芯片半导体的湿电子化学品。主要客户包括台积电、SK Hynix、中芯国际、长江存储、华虹集团、长鑫存储、芯联集成、Globalfoundries、联华电子、德州仪器(成都)、三安集成、粤芯半导体、华润上华、武汉新芯、晶合集成、比亚迪半导体、芯恩集成、重庆万国、燕东微、Entegris、CMC Materials、添鸿科技、Silterra、深圳华星光电、惠科股份、彩虹光电等在内的国内外多家知名集成电路和显示面板行业企业。
四、磷资源:
截至目前,公司拥有采矿权的磷矿资源储量约 4.03 亿吨,公司还持有荆州荆化(拥有磷矿探明储量 2.89 亿吨,目前处于探矿阶段)70%股权,持有桥沟矿业(拥有磷矿探明储量 1.88 亿吨,目前处于探转采阶段)50%股权,通过控股子公司湖北吉星持有宜安实业(拥有磷矿探明储量 3.15亿吨,已取得采矿许可证,目前处于采矿工程建设阶段)26%股权;合计控制磷矿储量约11.95亿吨。
2024年9月19日兴发集团与华为签署全面合作框架协议,兴发集团与华为将共同就企业数字化转型规划与咨询、人工智能大模型、智能制造、智慧矿山、智慧园区、人才培养和信息基础设施等领域建立全面合作,合力推动化工行业业务与数字技术深度融合,加速产业数智化转型升级。
兴发加强与华为智能矿山事业部的合作,正在落实引进华为公司“矿鸿系统”及“盘古大模型”进行智能矿山建设,要知道兴发集团不光有磷矿石,还有硅矿、钙矿、锰矿、萤石矿,以及正在争取的还有锂矿以及银钒矿。
$兴发集团(SH600141)$
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