ग्रेफाइटयुक्त पेट्रोलियम कोक के लिए भविष्य में तकनीकी अनुसंधान और विकास की दिशाएँ क्या होंगी?

ग्रेफाइटयुक्त पेट्रोलियम कोक की भविष्य की प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास दिशाएँ मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं पर केंद्रित हैं:

उच्च शुद्धता और निम्न अशुद्धता वाली प्रौद्योगिकियाँ

विलंबित कोकिंग प्रक्रियाओं और गहन डीसल्फराइजेशन तकनीकों में सुधार करके पेट्रोलियम कोक में सल्फर, राख और अन्य अशुद्धियों की मात्रा को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सिनोपेक किंगदाओ रिफाइनरी ने सल्फर की मात्रा को 0.3% से नीचे लाकर नए ऊर्जा क्षेत्र में कम सल्फर वाले पेट्रोलियम कोक की मांग को पूरा किया है। भविष्य में, राख की मात्रा को 8-10 wt% से घटाकर 1 wt% से नीचे लाने के लिए कुशल डीऐशिंग तकनीकों को और विकसित करना आवश्यक है, जिससे सामग्री की शुद्धता और प्रदर्शन स्थिरता में सुधार होगा।

उच्च स्तरीय उत्पादों का अनुकूलित विकास

लिथियम बैटरी एनोड सामग्री और फोटोवोल्टाइक सिलिकॉन फीडस्टॉक रिड्यूसिंग एजेंट जैसे उच्च स्तरीय क्षेत्रों के लिए विशेषीकृत पेट्रोलियम कोक उत्पादों का विकास किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, बैटरी की ऊर्जा घनत्व और चक्रीय जीवन को बेहतर बनाने के लिए पावर बैटरी के लिए विशिष्ट कोक में सल्फर की मात्रा <0.5% और राख की मात्रा <0.3% जैसे मानदंड होने चाहिए। इसके अतिरिक्त, फोटोवोल्टाइक-ग्रेड पेट्रोलियम कोक में अपचयन दक्षता बढ़ाने और सिलिकॉन फीडस्टॉक उत्पादन लागत को कम करने के लिए अनुकूलित छिद्र संरचनाएं आवश्यक हैं।

गहन प्रसंस्करण और उच्च मूल्य वर्धित उपयोग

उद्योग के मूल्यवर्धन को बढ़ाने के लिए नीडल कोक और कार्बन फाइबर जैसे गहन-संसाधित उत्पादों का विकास किया जाना चाहिए। अति-उच्च-शक्ति वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के लिए मुख्य कच्चे माल के रूप में, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस इस्पात निर्माण और नई ऊर्जा आपूर्ति श्रृंखला में नीडल कोक की मांग में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई है। उदाहरण के लिए, जिंझोऊ पेट्रोकेमिकल ने उच्च स्तरीय बाजार की मांगों को पूरा करते हुए नीडल कोक का दीर्घकालिक उत्पादन हासिल किया है।

पर्यावरण के अनुकूल और हरित उत्पादन प्रौद्योगिकियां

पर्यावरण संबंधी नीतियों में बढ़ती सख्ती के मद्देनजर, कम प्रदूषण और कम ऊर्जा खपत वाली उत्पादन प्रक्रियाओं को विकसित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, पिघले हुए नमक के विद्युत अपघटन से 1000°C से कम तापमान पर ग्रेफाइटीकरण प्राप्त किया जा सकता है, जिससे पारंपरिक उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली विधियों (2000°C से ऊपर) की तुलना में ऊर्जा खपत में 40% की कमी आती है और यह विभिन्न कार्बनयुक्त कच्चे माल पर लागू होती है। इसके अलावा, द्रवीकृत बेड सक्रियण तकनीक अक्रिय कणों को मिलाकर जमाव को रोकती है, सक्रियण समय को 2-8 घंटे तक कम करती है और ऊर्जा खपत को और भी कम करती है।

सटीक छिद्र संरचना नियंत्रण प्रौद्योगिकियाँ

ग्रेडिएंट सक्रियण और इन-सीटू डोपिंग तकनीकों के माध्यम से, पेट्रोलियम कोक-आधारित छिद्रयुक्त कार्बन की छिद्र संरचना को नियंत्रित करके सामग्री के प्रदर्शन को बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, H₂O/CO₂ सहक्रियात्मक सक्रियण तंत्र का उपयोग करके एक माइक्रोपोरे-मेसोपोरे मिश्रित संरचना (मेसोपोरे अनुपात 20%-60%) बनाई जा सकती है, जो विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। साथ ही, NH₃ या H₃PO₄ को शामिल करने से नाइट्रोजन/फॉस्फोरस परमाणु डोपिंग (डोपिंग स्तर 1-5 परमाणु%) संभव हो पाती है, जिससे चालकता और सतह सक्रियता बढ़ती है।

नए ऊर्जा क्षेत्र में अनुप्रयोगों का विस्तार

पेट्रोलियम कोक आधारित सक्रिय कार्बन और सुपरकैपेसिटर कार्बन जैसे नए ऊर्जा पदार्थों का विकास किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन एनोड के लिए "सर्वोत्तम सहयोगी" के रूप में पेट्रोलियम कोक आधारित छिद्रयुक्त कार्बन, छिद्र संरचना विनियमन (50-500 एनएम बंद छिद्र संरचना) के माध्यम से सिलिकॉन आयतन विस्तार को संतुलित करके चक्र स्थिरता में 300% तक सुधार करता है। अनुमान है कि 2030 तक वैश्विक बाजार का आकार 120 अरब युआन से अधिक हो जाएगा, जिसकी वार्षिक वृद्धि दर 25% होगी।

बुद्धिमान और स्वचालित उत्पादन प्रौद्योगिकियाँ

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) और ब्लॉकचेन तकनीकों का उपयोग करके उत्पादन क्षमता और उत्पाद की गुणवत्ता को बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बुद्धिमान भंडारण प्रणाली वास्तविक समय में इन्वेंट्री की निगरानी को सक्षम बनाती है, जिससे प्रतिक्रिया की गति में 50% तक सुधार होता है। ब्लॉकचेन ट्रेसिबिलिटी उत्पादों के लिए "कार्बन फुटप्रिंट" प्रमाणन प्रदान करती है, जिससे यूरोपीय संघ के ESG निवेश आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।