Aké sú budúce smery technologického výskumu a vývoja grafitizovaného ropného koksu?

Budúce smery technologického výskumu a vývoja grafitizovaného ropného koksu sa zameriavajú najmä na nasledujúce aspekty:

Technológie s vysokou čistotou a nízkym obsahom nečistôt

Zlepšením procesov oneskoreného koksovania a techník hlbokého odsirenia je možné znížiť obsah síry, popola a iných nečistôt v ropnom kokse. Napríklad rafinéria Sinopec Qingdao znížila obsah síry pod 0,3 %, čím uspokojila dopyt po ropnom kokse s nízkym obsahom síry v novom energetickom sektore. V budúcnosti je potrebné ďalej vyvíjať účinné technológie odpopolňovania, aby sa znížil obsah popola z 8 – 10 % hmotnostných na menej ako 1 % hmotnostné, čím sa zvýši čistota materiálu a stabilita výkonu.

Vývoj špičkových produktov na mieru

Pre špičkové oblasti, ako sú anódové materiály pre lítiové batérie a redukčné činidlá pre kremíkovú surovinu pre fotovoltaiku, by sa mali vyvinúť špecializované produkty z ropného koksu. Napríklad koks špecifický pre energetické batérie musí spĺňať ukazovatele, ako je obsah síry < 0,5 % a obsah popola < 0,3 %, aby sa zlepšila energetická hustota batérie a životnosť cyklu. Okrem toho, ropný koks pre fotovoltaiku vyžaduje optimalizované pórovité štruktúry na zvýšenie účinnosti redukcie a zníženie nákladov na výrobu kremíkovej suroviny.

Hlboké spracovanie a využitie s vysokou pridanou hodnotou

Na zvýšenie pridanej hodnoty v priemysle by sa mali vyvíjať hlboko spracované produkty, ako je ihličkový koks a uhlíkové vlákna. Ako hlavná surovina pre grafitové elektródy s ultra vysokým výkonom zaznamenal ihličkový koks výrazný nárast dopytu v rámci výroby ocele v elektrických oblúkových peciach a nového dodávateľského reťazca energie. Napríklad spoločnosť Jinzhou Petrochemical dosiahla dlhodobú výrobu ihličkového koksu, čím splnila požiadavky trhu na vysokej úrovni.

Ekologické a zelené výrobné technológie

V reakcii na čoraz prísnejšie environmentálne politiky by sa mali vyvinúť výrobné procesy s nízkym znečistením a nízkou spotrebou energie. Napríklad elektrolýza roztavenej soli môže dosiahnuť grafitizáciu pod 1000 °C, čím sa znižuje spotreba energie o 40 % v porovnaní s tradičnými metódami pri vysokej teplote a vysokom tlaku (nad 2000 °C) a je použiteľná pre rôzne uhlíkaté suroviny. Technológia aktivácie s fluidným lôžkom navyše zabraňuje aglomerácii zavedením inertných častíc, čím sa skracuje čas aktivácie na 2 – 8 hodín a ďalej sa znižuje spotreba energie.

Technológie presného riadenia štruktúry pórov

Pomocou gradientovej aktivácie a techník dopovania in situ je možné regulovať štruktúru pórovitých uhlíkov na báze ropného koksu, aby sa zlepšil výkon materiálu. Napríklad použitie synergického aktivačného mechanizmu H₂O/CO₂ vytvára kompozitnú štruktúru mikroporéz-mezopórov (pomer mezopórov 20 % – 60 %), ktorá vyhovuje rôznym scenárom použitia. Súčasne zavedenie NH₃ alebo H₃PO₄ umožňuje dopovanie atómami dusíka/fosforu (úroveň dopovania 1 – 5 at. %), čím sa zvyšuje vodivosť a povrchová aktivita.

Rozšírenie aplikácií v sektore nových energií

Mali by sa vyvinúť nové energetické materiály, ako napríklad aktívne uhlie na báze ropného koksu a uhlík pre superkondenzátory. Napríklad pórovité uhlie na báze ropného koksu ako „zlatý partner“ pre kremíkové anódy zlepšuje stabilitu cyklu o 300 % prostredníctvom regulácie štruktúry pórov (uzavretá štruktúra pórov 50 – 500 nm) na tlmenie expanzie objemu kremíka. Predpokladá sa, že globálny trh do roku 2030 presiahne 120 miliárd juanov so zloženou ročnou mierou rastu 25 %.

Inteligentné a automatizované výrobné technológie

Využívanie internetu vecí (IoT) a technológií blockchain môže zvýšiť efektivitu výroby a kvalitu produktov. Napríklad inteligentné skladovanie umožňuje monitorovanie zásob v reálnom čase, čím sa zvyšuje rýchlosť odozvy o 50 %. Sledovateľnosť blockchainu poskytuje certifikáciu „uhlíkovej stopy“ pre produkty, čím spĺňa investičné požiadavky EÚ na ESG.