Vilka är de framtida tekniska forsknings- och utvecklingsinriktningarna för grafitiserad petroleumkoks?

De framtida tekniska forsknings- och utvecklingsinriktningarna för grafitiserad petroleumkoks fokuserar huvudsakligen på följande aspekter:

Teknologier med hög renhet och låg föroreningshalt

Genom att förbättra fördröjda koksningsprocesser och djupa avsvavlingstekniker kan innehållet av svavel, aska och andra föroreningar i petroleumkoks minskas. Till exempel har Sinopec Qingdao Refinery sänkt svavelhalten till under 0,3 %, vilket möter efterfrågan på lågsvavlig petroleumkoks inom den nya energisektorn. I framtiden är det nödvändigt att vidareutveckla effektiva avaskningstekniker för att minska askhalten från 8–10 viktprocent till under 1 viktprocent, vilket förbättrar materialets renhet och prestandastabilitet.

Anpassad utveckling av avancerade produkter

Specialiserade petroleumkoksprodukter bör utvecklas för avancerade områden som anodmaterial för litiumbatterier och reduktionsmedel för kiselråvara för fotovoltaiska kisel. Till exempel måste koks specifikt för kraftbatterier uppfylla indikatorer som svavelhalt <0,5 % och askhalt <0,3 % för att förbättra batteriets energitäthet och livslängd. Dessutom kräver petroleumkoks av fotovoltaisk kvalitet optimerade porstrukturer för att förbättra reduktionseffektiviteten och sänka produktionskostnaderna för kiselråvara.

Djup bearbetning och högvärdesanvändning

Djupförädlade produkter som nålkoks och kolfibrer bör utvecklas för att öka industrins förädlingsvärde. Nålkoks, som den viktigaste råvaran för ultrahögpresterande grafitelektroder, har sett en betydande efterfrågan på ståltillverkning i elektriska ljusbågsugnar och den nya energiförsörjningskedjan. Till exempel har Jinzhou Petrochemical uppnått långsiktig produktion av nålkoks, vilket möter marknadens högpresterande efterfrågan.

Miljövänliga och gröna produktionstekniker

Som svar på allt strängare miljöpolicyer bör produktionsprocesser med låg förorening och låg energiförbrukning utvecklas. Till exempel kan elektrolys av smält salt uppnå grafitisering under 1000 °C, vilket minskar energiförbrukningen med 40 % jämfört med traditionella högtemperatur- och högtrycksmetoder (över 2000 °C) och är tillämpbar på olika kolhaltiga råmaterial. Dessutom förhindrar aktiveringsteknik med fluidiserad bädd agglomerering genom att införa inerta partiklar, vilket förkortar aktiveringstiden till 2–8 timmar och ytterligare minskar energiförbrukningen.

Tekniker för precis kontroll av porstruktur

Genom gradientaktivering och in-situ-dopningstekniker kan porstrukturen hos petroleumkoksbaserade porösa kolatomer regleras för att förbättra materialets prestanda. Till exempel bildas en mikropor-mesopor-kompositstruktur (mesopor-förhållande på 20–60 %) genom att använda en synergistisk H₂O/CO₂-aktiveringsmekanism för att passa olika tillämpningsscenarier. Samtidigt möjliggör införandet av NH₃ eller H₃PO₄ dopning av kväve/fosforatomer (dopningsnivåer på 1–5 at%), vilket förbättrar konduktiviteten och ytaktiviteten.

Utvidgning av tillämpningar inom den nya energisektorn

Nya energimaterial som aktivt kol baserat på petroleumkoks och superkondensatorkol bör utvecklas. Till exempel förbättrar poröst kol baserat på petroleumkoks, som den "gyllene partnern" för kiselanoder, cykelstabiliteten med 300 % genom reglering av porstrukturen (50–500 nm sluten porstruktur) för att buffra kiselvolymutvidgningen. Det förväntas att den globala marknadsstorleken kommer att överstiga 120 miljarder yuan år 2030, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på 25 %.

Intelligenta och automatiserade produktionstekniker

Att utnyttja sakernas internet (IoT) och blockkedjeteknik kan förbättra produktionseffektiviteten och produktkvaliteten. Till exempel möjliggör intelligent lagerhållning realtidsövervakning av lager, vilket förbättrar svarshastigheten med 50 %. Spårbarhet med blockkedjeteknik ger certifiering av "koldioxidavtryck" för produkter och uppfyller EU:s ESG-investeringskrav.