Saf kömür katranının yeşil teknolojideki rolü? 

Kömür katranı ve yeşil teknolojiyi aynı cümlede duyarsınız; sektördeki çoğu insan ya alay eder ya da tamamen kafası karışmış görünür. Anladım. Geleneksel karbon üretiminin omurgası olan bağlayıcı madde olan kömür katranı zifti onlarca yıldır kirli bir sır, anotlar ve elektrotlar için gerekli kötülük olmuştur. Anlatı tamamen fosil temelli öncüllerden uzaklaşmakla ilgiliydi. Ancak bu basit bakış açısında sıklıkla gözden kaçırdığımız şey şu: saf kömür katranı ham maddenin kendisinin yeşil olmasıyla ilgili değil; Yeşil geçişin tartışmasız bir parçası olan teknolojilerde alt kademelerde sağladığı verimlilik, atık azaltma ve performansla ilgilidir. Bu PR dilinde kaybolan bir nüans.

Yanlış Anlaşılan Öncü

Açık olalım. Ham, çok bileşenli katrandan bahsetmiyoruz. Anahtar kelime: saf kömür katranı, kontrollü bileşime sahip, özellikle rafine edilmiş kömür katranı zifti (CTP). Yaygın hata, tüm karbon öncüllerini bir araya toplamaktır. Biyo-ziftler umut verici, ancak tutarlılıkları ve koklaşma değerleri nedir? Endüstriyel ölçekte hala bir kumar. Petrol ziftinin kendi değişkenliği ve arz sorunları vardır. Yüksek saflıkta bir CTP bilinen, güvenilir bir başlangıç ​​noktası sunar. Moleküler yapısı, yani aromatikliği, aslında, örneğin elektrikli araç aküleri için grafit anotlarda ihtiyaç duyulan düzenli karbon kafeslerinin oluşturulmasında bir avantajdır. Yeşil kısım, alternatifi düşündüğünüzde başlar: Daha fazla enerji gerektiren, daha fazla reddedilen ve sonuçta birim performans başına daha büyük karbon ayak izi gerektiren, daha az verimli bir süreç.

Yaklaşık beş yıl önce, CTP'nin bir kısmını grafit elektrotlar için biyo-türetilmiş yeni bir bağlayıcıyla değiştirmeye çalışan bir projeyi hatırlıyorum. Laboratuvar sonuçları çok güzeldi. Ortak bir tesiste deneme çalıştırması yapmak için ölçeği büyütmek bir felaketti. Pişirme döngüsü öngörülemez hale geldi, nihai ürünün yoğunluğu her yerdeydi ve sonunda %40'lık bir hurda oranına ulaştık. Bu hatalı kütüklerin pişirilmesi için harcanan enerji, muhtemelen yıllarca biyomateryalin çevresel faydasını boşa çıkarmıştır. Sistem çapında verimlilik konusunda zor bir dersti. Bazen daha çevre dostu ham madde, genel olarak daha kirli bir prosese yol açar.

Derin malzeme bilimi deneyimine sahip şirketlerin devreye girdiği yer burasıdır. Uzun süredir devam eden üreticilerin teknik özelliklerini inceledim. Hebei Yaofa Karbon Co, Ltd (ayrıntılarını şu adreste bulabilirsiniz: https://www.yaofatansu.com). Onların odaklanması karbon katkı maddeleri ve grafit elektrotlar öncü tutarlılığa bağlıdır. Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd., sektörde 20 yılı aşkın süredir faaliyet gösteren büyük bir karbon üreticisi olarak, kömür katranı zift hammaddelerinin saflığının ve stabilitesinin doğrudan nihai üründeki performansa dönüştüğünün bilincindedir; grafitleştirme sırasında daha az şişme, daha iyi iletkenlik, daha uzun kullanım ömrü. Çelik üreten bir EAF'nin veya lityum iyon pilin uzun ömürlü olması, doğrudan bir sürdürülebilirlik kazancıdır.

Yeşil Teknolojinin Gizli Bağımlılığı

Yeşil teknolojinin en büyük iki itici gücüne bakın: ulaşımın elektrifikasyonu ve yenilenebilir enerji depolaması. Her ikisi de büyük ölçüde gelişmiş karbon malzemelerine dayanıyor. Grafit anot pazarında patlama yaşanıyor. Peki bu sentetik grafit nereden geliyor? Ana yollardan biri, kendisi de üretilen… tahmin ettiğiniz gibi rafine edilmiş iğne kokunun grafitleştirilmesidir. kömür katranı veya petrol akıntıları. Daha yüksek kapasiteye ve daha hızlı şarja yönelik baskı, anotun mikro yapısı üzerinde büyük bir baskı oluşturuyor. Daha saf, daha tutarlı, ziftten türetilen kok, daha az kusur ve daha iyi lityum-iyon interkalasyon kinetiği sunabilir. Bu, manşet eylemi değil, kolaylaştırıcı bir materyaldir.

Bir de daha az göz kamaştırıcı tarafı var: iletken karbon katkı maddeleri. Li-iyon katotlar için karbon siyahı veya süper kapasitörler için iletken maddeler gibi şeyler. En yüksek performansa sahip olanlardan bazıları özel katran işlemeden elde edilir. Minimum yüklemelerde iletkenliği artırırlar, bu da daha az aktif malzeme kullanmanız ve enerji yoğunluğunu artırmanız anlamına gelir. Yine yeşil cihazın verimliliği için bir kuvvet çarpanıdır. Pil hücresi üreticilerinin lityum kaynağı konusunda takıntılı olduklarını ancak karbon katkı maddesini bir meta olarak gördüklerini gördüm. Büyük hata. Katkı maddesinin yapısındaki %2'lik bir değişiklik çevrim ömrünü azaltabilir.

Ayrıca diğer endüstrilerden geri dönüştürülmüş katran akışlarını kullanmayı da denedik. Fikir döngüsel ekonomi altınıydı. Gerçek şu ki, pil hücresini zehirleyecek metalik kirleticileri ortadan kaldırmak için yapılan filtreleme ve saflaştırma kabusuydu. Saf spesifikasyona ulaşmanın maliyeti, işlenmemiş, kontrollü bir hammaddeyle başlamaktan daha yüksekti. Bu yutulması zor bir haptır ancak her geri dönüşüm yolu teknik veya ekonomik açıdan hemen uygulanabilir değildir. Öncelik, son yeşil teknolojinin performansı ve güvenilirliği olmalıdır.

Tedarik Zincirindeki Pratik Engeller

hakkında konuşuyoruz saf kömür katranı bu sadece bir kimya problemi değil; bu bir lojistik ve kaynak bulma bulmacasıdır. Arz sıkılaşıyor. Bazı bölgelerde geleneksel koklaştırma operasyonlarının azalmasıyla birlikte, yüksek kaliteli katranın istikrarlı akışının sağlanması gerçek bir endişe kaynağı haline geldi. Bu oynaklık elbette yeniliği teşvik ediyor, ancak aynı zamanda kalitenin düşmesi riskini de taşıyor. Kinolin içinde çözünmeyen (QI) içeriğin spesifikasyon dışı olduğu sevkiyatlarım oldu ve bu, bir grup UHP elektrot için tüm emprenye sürecini boşa çıkardı. Günlerce üretim süresi kaybedildi.

Dikey entegrasyonun veya çok sıkı tedarikçi ilişkilerinin önemli olmasının nedeni budur. Hammaddesini kok fırını aşamasından kontrol eden veya derinlemesine anlayan bir üretici çok büyük bir avantaja sahiptir. Kalite kontrollerini daha erken uygulayabilir, rafine etme parametrelerini ayarlayabilir ve saf kömür katranı çıktı gerçekten amaca uygundur. Eğer üst seviyeyi hedefliyorsanız, spot piyasadan satın alabileceğiniz bir şey değil grafit elektrotlar veya prim karbon katkı maddeleri pazar. Hebei Yaofa Carbon'un web sitesinde 20 yılı aşkın üretim deneyiminden bahsediliyor. Bu bağlamda, bu deneyim muhtemelen birden fazla tedarik sıkıntısını atlattıkları ve güvenilir yeşil teknoloji malzemesi tedariği için pazarlık konusu olmayan öncü boru hatlarını istikrara kavuşturdukları anlamına geliyor.

Bir başka baş ağrısı da pişirme emisyonlarıdır. Kömürleşme sırasında ziftten kaynaklanan VOC'ler meşru bir çevresel sorundur. Buradaki yeşil rol, katranın kendisinden bu emisyonları içeren ve işleyen teknolojiye kayıyor. Atık ısıyı tekrar proses enerjisine dönüştüren gelişmiş duman yakalama ve yakma sistemleri; katran bazlı proseslere yönelik mevcut çevresel odaklanmanın haklı olarak yattığı yer burasıdır. Bu, sermaye harcaması yoğun ancak kritik bir gelişme.

Gelecek: Hedef Değil Köprü

Yani saf kömür katranı yeşil teknoloji malzemelerinin geleceği? Hayır ve Ar-Ge'de öyle olduğunu düşünen kimseyi tanımıyorum. Kritik bir köprü. Rolü, günümüzün EV'leri ve şebeke depolaması gibi teknolojilerin ölçeğini büyütmek için gereken güvenilir, yüksek performanslı karbon malzemeleri sağlarken, yeni nesil tamamen sürdürülebilir öncüller (biyo bazlı, geri dönüştürülmüş karbon vb.) geliştirilip, en önemlisi milyon ton ölçeğinde kanıtlanmış olmaktır.

Araştırma yoğun. Piroliz yoluyla atık plastiklerden ligninden elde edilen zift. Ancak veri sayfalarına her baktığımda sorular aynı: Her ay aynı özelliklerle 10.000 ton üretebilir misiniz? Performans artışıyla karşılaştırıldığında ton başına maliyet nedir? Yeni kirlilikler yaratıyor mu? Henüz orada değiliz. Yeni sistem hazır olmadan mevcut sistemin terk edilmesi, yeşil geçişin kendisini durduracaktır.

Bu nedenle şimdilik en pragmatik yeşil strateji, mevcut sistemin her adımında verimliliği en üst düzeye çıkarmaktır. kömür katranı-karbona ürün zinciri. Bu, en saf hammaddeyi elde etmek için rafinasyona yatırım yapmak, enerji verimliliği için pişirme ve grafitizasyon fırınlarını optimize etmek ve ürün ömrünün sınırlarını zorlamak anlamına gelir. Ark ocağında %20 daha uzun süre dayanan bir UHP elektrotu, üretilen çelik tonu başına büyük miktarda enerji ve hammadde tasarrufu sağlar. Bu, genellikle kötü göstermekte çok hızlı davrandığımız bir malzemenin sağladığı somut bir yeşil etkidir.

Yaysız Bitirmek

Burada net bir sonuç yok. Dağınık. Rol görünüşte çelişkili ama siperlerde mantıklı. Saf kömür katranıBu eski endüstriyel malzeme, şu anda eski endüstriyel sistemlerin yerini almayı amaçlayan teknolojiler için vazgeçilmez bir kolaylaştırıcıdır. Çevresel değeri dolaylı ve sistemiktir; nihai uygulamaya sağladığı verimlilik ve performansta bulunur. Bu nüansı göz ardı etmek, yalnızca optik temele dayalı olarak erken değiştirilmesi için baskı yapmak, inovasyonun hızına yarardan çok zarar getirebilir. Odak noktası, sorumlu kaynak kullanımı, aralıksız süreç optimizasyonu ve bu karbon malzemeleri meta olarak değil, yeşil teknoloji geleceğimizin hassas şekilde tasarlanmış bileşenleri olarak ele almak olmalıdır. İş her zaman olduğu gibi cesur ayrıntılarda gizlidir.