हरित तकनीक में शुद्ध कोयला टार की भूमिका? 

आप कोयला टार और ग्रीन टेक को एक ही वाक्य में सुनते हैं, उद्योग में अधिकांश लोग या तो उपहास करते हैं या पूरी तरह से भ्रमित दिखते हैं। मैं समझ गया। दशकों से, कोयला टार पिच, बाइंडर, पारंपरिक कार्बन विनिर्माण की रीढ़, गंदा रहस्य रहा है - एनोड और इलेक्ट्रोड के लिए आवश्यक बुराई। कथा जीवाश्म-आधारित पूर्ववर्तियों से दूर जाने के बारे में रही है। लेकिन यहाँ वह चीज़ है जो हम उस सरलीकृत दृष्टिकोण में अक्सर चूक जाते हैं: की भूमिका शुद्ध कोयला टार कच्चे माल के हरे होने के बारे में नहीं है; यह दक्षता, अपशिष्ट में कमी और प्रदर्शन के बारे में है, यह उन प्रौद्योगिकियों में डाउनस्ट्रीम को सक्षम बनाता है जो स्पष्ट रूप से हरित संक्रमण का हिस्सा हैं। यह एक बारीक बात है जो पीआर-स्पीच में खो जाती है।

गलत समझा गया पूर्वगामी

आइए स्पष्ट हों हम कच्चे, बहु-घटक टार के बारे में बात नहीं कर रहे हैं। कीवर्ड है शुद्ध कोयला टार, नियंत्रित संरचना के साथ विशेष रूप से परिष्कृत कोयला टार पिच (सीटीपी)। सामान्य गलती सभी कार्बन अग्रदूतों को एक साथ मिलाना है। बायो-पिच आशाजनक हैं, लेकिन उनकी स्थिरता और कोकिंग मूल्य? औद्योगिक पैमाने पर अभी भी एक जुआ है. पेट्रोलियम पिच की अपनी अस्थिरता और आपूर्ति संबंधी समस्याएं हैं। एक उच्च शुद्धता वाला CTP एक ज्ञात, विश्वसनीय प्रारंभिक बिंदु प्रदान करता है। इसकी आणविक संरचना, वह सुगंध, वास्तव में इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के लिए ग्रेफाइट एनोड में आवश्यक क्रमबद्ध कार्बन लैटिस बनाने के लिए एक लाभ है। हरा भाग तब शुरू होता है जब आप विकल्प पर विचार करते हैं: एक कम कुशल प्रक्रिया जिसके लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, अधिक अस्वीकार, और अंततः, प्रदर्शन की प्रति इकाई एक बड़ा कार्बन पदचिह्न।

मुझे लगभग पांच साल पहले की एक परियोजना याद है, जिसमें ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के लिए सीटीपी के एक हिस्से को एक नए जैव-व्युत्पन्न बाइंडर से बदलने की कोशिश की गई थी। प्रयोगशाला के परिणाम सुंदर थे. किसी भागीदार सुविधा पर ट्रायल रन तक स्केलिंग एक आपदा थी। बेकिंग चक्र अप्रत्याशित हो गया, अंतिम उत्पाद का घनत्व हर जगह था, और हम 40% स्क्रैप दर के साथ समाप्त हुए। उन दोषपूर्ण बिलेट्स को पकाने में बर्बाद हुई ऊर्जा ने संभवतः वर्षों तक जैव-सामग्री से किसी भी पर्यावरणीय लाभ को नकार दिया। यह सिस्टम-व्यापी दक्षता में एक कठिन सबक था। कभी-कभी, हरा कच्चा माल समग्र रूप से अधिक गंदी प्रक्रिया की ओर ले जाता है।

यह वह जगह है जहां सामग्री विज्ञान में गहन अनुभव वाली कंपनियां आती हैं। मैंने लंबे समय से चले आ रहे उत्पादकों जैसे विशिष्टताओं की समीक्षा की है हेबेई याओफा कार्बन कंपनी, लिमिटेड। (आप उनका विवरण यहां पा सकते हैं https://www.yaofatansu.com). उनका फोकस पर है कार्बन एडिटिव्स और ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड पूर्ववर्ती स्थिरता पर टिका होता है। खेल में 20 से अधिक वर्षों के साथ एक बड़े कार्बन निर्माता के रूप में हेबेई याओफ़ा कार्बन कंपनी लिमिटेड, समझती है कि उनके कोयला टार पिच फीडस्टॉक की शुद्धता और स्थिरता सीधे अंतिम उत्पाद में प्रदर्शन में तब्दील हो जाती है - ग्रेफाइटाइजेशन के दौरान कम पफिंग, बेहतर चालकता, लंबी उम्र। स्टील बनाने वाली ईएएफ या लिथियम-आयन बैटरी में दीर्घायु एक प्रत्यक्ष स्थिरता लाभ है।

ग्रीन टेक की छिपी निर्भरता

हरित तकनीक के दो सबसे बड़े चालकों को देखें: परिवहन का विद्युतीकरण और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण। दोनों ही उन्नत कार्बन सामग्रियों पर बहुत अधिक निर्भर हैं। ग्रेफाइट एनोड बाजार में विस्फोट हो रहा है। लेकिन वह सिंथेटिक ग्रेफाइट कहां से आता है? एक प्रमुख मार्ग सुई कोक के ग्रेफाइटाइजेशन के माध्यम से है, जो स्वयं उत्पन्न होता है... आपने अनुमान लगाया, परिष्कृत किया कोल तार या पेट्रोलियम धाराएँ। उच्च क्षमता, तेज़ चार्जिंग के लिए दबाव-यह एनोड के माइक्रोस्ट्रक्चर पर अत्यधिक दबाव डालता है। एक शुद्ध, अधिक सुसंगत पिच-व्युत्पन्न कोक कम दोष, बेहतर लिथियम-आयन इंटरकलेशन कैनेटीक्स प्रदान कर सकता है। यह एक समर्थकारी सामग्री है, मुख्य समाचार नहीं।

फिर कम ग्लैमरस पक्ष है: प्रवाहकीय कार्बन एडिटिव्स. ली-आयन कैथोड के लिए कार्बन ब्लैक या सुपरकैपेसिटर के लिए प्रवाहकीय एजेंट जैसी चीजें। उच्चतम प्रदर्शन करने वाले कुछ विशेष टार प्रसंस्करण से प्राप्त होते हैं। वे न्यूनतम लोडिंग पर चालकता में सुधार करते हैं, जिसका अर्थ है कि आप कम सक्रिय सामग्री का उपयोग करते हैं, ऊर्जा घनत्व बढ़ाते हैं। फिर, यह हरे उपकरण की दक्षता के लिए एक बल गुणक है। मैंने बैटरी सेल निर्माताओं को लिथियम स्रोत पर ध्यान केंद्रित करते हुए देखा है, लेकिन कार्बन एडिटिव को एक वस्तु के रूप में मानते हैं। बड़ी गलती. एडिटिव की संरचना में 2% भिन्नता चक्र जीवन को टैंक कर सकती है।

हमने अन्य उद्योगों से पुनर्नवीनीकृत टार धाराओं का उपयोग करने का भी प्रयोग किया। यह विचार सर्कुलर इकोनॉमी गोल्ड का था। वास्तविकता यह थी कि धातु के दूषित पदार्थों को हटाने के लिए निस्पंदन और शुद्धिकरण का एक दुःस्वप्न था जो बैटरी सेल को जहरीला बना सकता था। इसे शुद्ध रूप में लाने की लागत कुंवारी, नियंत्रित फीडस्टॉक से शुरू करने की तुलना में अधिक थी। इसे निगलना कठिन है, लेकिन प्रत्येक रीसाइक्लिंग मार्ग तुरंत तकनीकी या आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं है। प्राथमिकता अंतिम हरित प्रौद्योगिकी का प्रदर्शन और विश्वसनीयता होनी चाहिए।

आपूर्ति श्रृंखला में व्यावहारिक बाधाएँ

के बारे में बातें कर रहे हैं शुद्ध कोयला टार यह सिर्फ रसायन शास्त्र की समस्या नहीं है; यह एक लॉजिस्टिक्स और सोर्सिंग पहेली है। आपूर्ति कड़ी हो रही है. कुछ क्षेत्रों में पारंपरिक कोकिंग संचालन में गिरावट के साथ, उच्च गुणवत्ता वाले टार की एक स्थिर धारा को सुरक्षित करना एक वास्तविक चिंता का विषय है। यह अस्थिरता निश्चित रूप से नवप्रवर्तन को बढ़ावा देती है, लेकिन इससे गुणवत्ता कमजोर होने का जोखिम भी होता है। मेरे पास ऐसे शिपमेंट हैं जहां क्विनोलिन-अघुलनशील (क्यूआई) सामग्री ऑफ-स्पेक थी, और इसने यूएचपी इलेक्ट्रोड के एक बैच के लिए पूरी संसेचन प्रक्रिया को विफल कर दिया। उत्पादन समय के दिन नष्ट हो गए।

यही कारण है कि ऊर्ध्वाधर एकीकरण या बहुत सख्त आपूर्तिकर्ता संबंध मायने रखते हैं। एक निर्माता जो कोक ओवन चरण से अपने फीडस्टॉक को नियंत्रित करता है या गहराई से समझता है उसे बड़े पैमाने पर लाभ होता है। वे पहले गुणवत्ता जांच लागू कर सकते हैं, रिफाइनिंग मापदंडों को समायोजित कर सकते हैं और यह सुनिश्चित कर सकते हैं शुद्ध कोयला टार आउटपुट वास्तव में उद्देश्य के लिए उपयुक्त है। यदि आप हाई-एंड का लक्ष्य रखते हैं तो यह कोई ऐसी चीज़ नहीं है जिसे आप स्पॉट मार्केट से खरीद सकते हैं ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड या प्रीमियम कार्बन एडिटिव्स बाज़ार. हेबेई याओफ़ा कार्बन की वेबसाइट में 20 वर्षों से अधिक के उत्पादन अनुभव का उल्लेख है। इस संदर्भ में, उस अनुभव का अर्थ यह हो सकता है कि उन्होंने कई आपूर्ति संकटों को पार कर लिया है और अपनी पूर्ववर्ती पाइपलाइनों को स्थिर कर दिया है, जो विश्वसनीय हरित तकनीकी सामग्री आपूर्ति के लिए एक गैर-परक्राम्य है।

दूसरा सिरदर्द बेकिंग उत्सर्जन है। कार्बोनाइजेशन के दौरान पिच से निकलने वाले वीओसी एक वैध पर्यावरणीय चुनौती हैं। यहां हरित भूमिका टार से हटकर उस तकनीक पर आ गई है जो उन उत्सर्जनों को शामिल करती है और उनका उपचार करती है। उन्नत धूआं कैप्चर और दहन प्रणाली, उस अपशिष्ट गर्मी को वापस प्रक्रिया ऊर्जा में बदल देती है - यही वह जगह है जहां टार-आधारित प्रक्रियाओं के लिए वर्तमान पर्यावरणीय फोकस सही रूप से निहित है। यह एक पूंजी-गहन लेकिन महत्वपूर्ण विकास है।

भविष्य: पुल, गंतव्य नहीं

तो, है शुद्ध कोयला टार हरित तकनीकी सामग्री का भविष्य? नहीं, और मैं R&D में किसी को भी नहीं जानता जो ऐसा सोचता हो। यह एक महत्वपूर्ण पुल है. इसकी भूमिका आज ईवी और ग्रिड भंडारण जैसी प्रौद्योगिकियों को बढ़ाने के लिए आवश्यक विश्वसनीय, उच्च प्रदर्शन वाली कार्बन सामग्री प्रदान करना है, जबकि पूरी तरह से टिकाऊ अग्रदूतों (जैव-आधारित, पुनर्नवीनीकरण कार्बन, आदि) की अगली पीढ़ी विकसित की गई है और, महत्वपूर्ण रूप से, मिलियन-टन पैमाने पर साबित हुई है।

शोध गहन है. पायरोलिसिस के माध्यम से अपशिष्ट प्लास्टिक से लिग्निन से प्राप्त पिच। लेकिन हर बार जब मैं डेटा शीट देखता हूं, तो प्रश्न वही होते हैं: क्या आप हर महीने समान विशिष्टताओं के साथ 10,000 टन बना सकते हैं? प्रदर्शन उत्थान की तुलना में प्रति टन लागत क्या है? क्या यह नई अशुद्धियाँ प्रस्तुत करता है? हम अभी तक वहां नहीं हैं. नई व्यवस्था तैयार होने से पहले मौजूदा व्यवस्था को छोड़ने से हरित परिवर्तन ही रुक जाएगा।

इसलिए, फिलहाल सबसे व्यावहारिक हरित रणनीति मौजूदा हर कदम पर दक्षता को अधिकतम करना है कोल तार-टू-कार्बन उत्पाद श्रृंखला। इसका मतलब है कि शुद्धतम फीडस्टॉक प्राप्त करने के लिए रिफाइनिंग में निवेश करना, ऊर्जा दक्षता के लिए बेकिंग और ग्रेफाइटाइजेशन भट्टियों को अनुकूलित करना और उत्पाद के जीवनकाल को उनकी सीमा तक बढ़ाना। एक यूएचपी इलेक्ट्रोड जो आर्क भट्टी में 20% अधिक समय तक चलता है, उत्पादित स्टील के प्रति टन भारी मात्रा में ऊर्जा और कच्चे माल की बचत करता है। यह एक ठोस हरित प्रभाव है, जो एक ऐसी सामग्री द्वारा सक्षम है जिसे हम अक्सर खलनायक बनाने में जल्दबाजी करते हैं।

बिना धनुष के समापन

यहां कोई स्पष्ट निष्कर्ष नहीं है. यह गन्दा है. भूमिका सतह पर विरोधाभासी है लेकिन खाइयों में तार्किक है। शुद्ध कोयला टार, यह विरासती औद्योगिक सामग्री, वर्तमान में उन प्रौद्योगिकियों के लिए एक अनिवार्य प्रवर्तक है जिनका लक्ष्य विरासती औद्योगिक प्रणालियों को विस्थापित करना है। इसका पर्यावरणीय मूल्य अप्रत्यक्ष और प्रणालीगत है - यह अंतिम अनुप्रयोग के लिए प्रदान की गई दक्षता और प्रदर्शन में पाया जाता है। इस बारीकियों को नजरअंदाज करना, अकेले प्रकाशिकी के आधार पर इसके समय से पहले प्रतिस्थापन पर जोर देना, नवाचार की गति को फायदे से ज्यादा नुकसान पहुंचा सकता है। ध्यान जिम्मेदार सोर्सिंग, निरंतर प्रक्रिया अनुकूलन और इन कार्बन सामग्रियों को वस्तुओं के रूप में नहीं, बल्कि हमारे हरित तकनीकी भविष्य के सटीक-इंजीनियर्ड घटकों के रूप में मानने पर होना चाहिए। काम, हमेशा की तरह, गंभीर विवरण में है।