جهت‌گیری‌های تحقیق و توسعه فناوری آینده برای کک نفتی گرافیتی‌شده چیست؟

جهت‌گیری‌های تحقیق و توسعه فناوری آینده کک نفتی گرافیتی عمدتاً بر جنبه‌های زیر متمرکز است:

فناوری‌های با خلوص بالا و ناخالصی کم

با بهبود فرآیندهای کک‌سازی تأخیری و تکنیک‌های گوگردزدایی عمیق، می‌توان میزان گوگرد، خاکستر و سایر ناخالصی‌های موجود در کک نفتی را کاهش داد. به عنوان مثال، پالایشگاه سینوپک چینگدائو میزان گوگرد را به زیر 0.3 درصد کاهش داده است و تقاضا برای کک نفتی کم گوگرد در بخش انرژی‌های نو را برآورده می‌کند. در آینده، لازم است فناوری‌های خاکسترزدایی کارآمد بیشتری توسعه داده شود تا میزان خاکستر از 8 تا 10 درصد وزنی به زیر 1 درصد وزنی کاهش یابد و در نتیجه خلوص مواد و پایداری عملکرد افزایش یابد.

توسعه سفارشی محصولات پیشرفته

محصولات کک نفتی تخصصی باید برای حوزه‌های پیشرفته مانند مواد آند باتری لیتیومی و عوامل کاهنده خوراک سیلیکونی فتوولتائیک توسعه داده شوند. به عنوان مثال، کک مخصوص باتری‌های قدرتی باید شاخص‌هایی مانند محتوای گوگرد کمتر از 0.5٪ و محتوای خاکستر کمتر از 0.3٪ را داشته باشد تا چگالی انرژی باتری و طول عمر چرخه آن بهبود یابد. علاوه بر این، کک نفتی درجه فتوولتائیک برای افزایش راندمان کاهش و کاهش هزینه‌های تولید خوراک سیلیکونی به ساختارهای منافذ بهینه نیاز دارد.

پردازش عمیق و استفاده با ارزش افزوده بالا

محصولات فرآوری عمیق مانند کک سوزنی و الیاف کربن باید برای افزایش ارزش افزوده صنعت توسعه داده شوند. کک سوزنی به عنوان ماده اولیه اصلی برای الکترودهای گرافیتی با قدرت فوق العاده بالا، رشد قابل توجهی در تقاضا در فولادسازی کوره قوس الکتریکی و زنجیره تامین انرژی جدید داشته است. به عنوان مثال، پتروشیمی جینژو به تولید بلندمدت کک سوزنی دست یافته و نیازهای بازار سطح بالا را برآورده کرده است.

فناوری‌های تولید سبز و سازگار با محیط زیست

در پاسخ به سیاست‌های زیست‌محیطی که به طور فزاینده‌ای سختگیرانه می‌شوند، باید فرآیندهای تولید با آلودگی کم و مصرف انرژی کم توسعه یابند. به عنوان مثال، الکترولیز نمک مذاب می‌تواند گرافیتی شدن را در دمای زیر ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد انجام دهد و در مقایسه با روش‌های سنتی با دمای بالا و فشار بالا (بالای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد) مصرف انرژی را تا ۴۰٪ کاهش دهد و برای مواد اولیه کربنی مختلف قابل استفاده باشد. علاوه بر این، فناوری فعال‌سازی بستر سیال با معرفی ذرات بی‌اثر، کوتاه کردن زمان فعال‌سازی به ۲ تا ۸ ساعت و کاهش بیشتر مصرف انرژی، از تجمع جلوگیری می‌کند.

فناوری‌های کنترل دقیق ساختار منافذ

از طریق فعال‌سازی گرادیانی و تکنیک‌های آلایش درجا، می‌توان ساختار منافذ کربن‌های متخلخل مبتنی بر کک نفتی را برای افزایش عملکرد مواد تنظیم کرد. به عنوان مثال، با استفاده از مکانیسم فعال‌سازی هم‌افزایی H₂O/CO₂، یک ساختار کامپوزیتی میکروپور-مزوپور (نسبت مزوپور 20%-60%) برای سناریوهای کاربردی مختلف تشکیل می‌شود. به طور همزمان، معرفی NH₃ یا H₃PO₄ امکان آلایش اتم‌های نیتروژن/فسفر (میزان آلایش 1-5 اتمسفر) را فراهم می‌کند و رسانایی و فعالیت سطحی را افزایش می‌دهد.

گسترش کاربردها در بخش انرژی‌های نو

مواد انرژی جدید مانند کربن فعال مبتنی بر کک نفتی و کربن ابرخازنی باید توسعه داده شوند. به عنوان مثال، کربن متخلخل مبتنی بر کک نفتی، به عنوان "شریک طلایی" برای آندهای سیلیکونی، از طریق تنظیم ساختار منافذ (ساختار منافذ بسته ۵۰-۵۰۰ نانومتر) برای جلوگیری از گسترش حجم سیلیکون، پایداری چرخه را تا ۳۰۰٪ بهبود می‌بخشد. پیش‌بینی می‌شود که اندازه بازار جهانی تا سال ۲۰۳۰ از ۱۲۰ میلیارد یوان فراتر رود و نرخ رشد مرکب سالانه ۲۵٪ داشته باشد.

فناوری‌های تولید هوشمند و خودکار

استفاده از فناوری‌های اینترنت اشیا (IoT) و بلاکچین می‌تواند کارایی تولید و کیفیت محصول را افزایش دهد. به عنوان مثال، انبارداری هوشمند امکان نظارت بر موجودی در لحظه را فراهم می‌کند و سرعت پاسخگویی را تا 50٪ بهبود می‌بخشد. قابلیت ردیابی بلاکچین، گواهینامه «ردپای کربن» را برای محصولات فراهم می‌کند و الزامات سرمایه‌گذاری ESG اتحادیه اروپا را برآورده می‌سازد.