Les diferències fonamentals i els escenaris d’aplicació dels elèctrodes de grafit i carboni 

Els elèctrodes de grafit i carboni difereixen significativament en els mètodes de producció, les propietats físiques i les aplicacions, definint els seus papers en la metal·lúrgia, l’electroquímica i les tecnologies energètiques emergents.

1. Procés de composició i fabricació de materials

Els elèctrodes de grafit estan compostos per coc d’agulla i to de carbó i experimenten 12 passos de fabricació precisos, inclosa la grafitització i la impregnació. Aquest procés produeix una puresa ultra alta (> 99% de contingut de carboni) i una excel·lent resistència tèrmica (> 3600 ° C). En canvi, els elèctrodes de carboni es produeixen a partir de coca metal·lúrgica i antracita mitjançant un procés de cocció més senzill, aconseguint un contingut de carboni del 90% -95% a només 1/3 a 1/5 del cost.

2. Comparació de propietats Física

Els elèctrodes de grafit presenten una alta rigidesa (resistència a la flexió: 15-25 MPa) i baixa resistivitat elèctrica (5-10 μω · m). El seu coeficient d’expansió tèrmica (CTE) és tan baix com 2–4 × 10⁻⁶/° C, garantint l’estabilitat estructural a temperatures elevades fins a 1600 ° C. Els elèctrodes de carboni, en canvi, són més flexibles (gruix: 0,1–5 mm), amb un CTE més elevat de 8–12 × 10⁻⁶/° C, fent -los més adequats per a ambients tèrmics dinàmics.

3. Posició del camp d'aplicació

Els elèctrodes de grafit dominen aproximadament el 95% del mercat d'acer del forn d'arc elèctric (EAF), contribuint a més del 60% de la producció global d'acer cru. Els elèctrodes de grafit de gran potència de gran diàmetre (UHP) (per exemple, φ750 mm) també s’utilitzen cada cop més en la producció d’anodes d’ions de liti, aconseguint una reducció del 18% en el consum d’energia. Els elèctrodes de carboni, en canvi, excel·len en aplicacions electroquímiques, com ara l’electròlisi d’alumini amb eficiència de corrent del 95% i desionització capacitiva (CDI) amb una capacitat de dessalinització de 40 mg/g.

4. Tendències de desenvolupament de la indústria

Els principals fabricants xinesos, com Fangda Carbon, han aconseguit una producció massiva d’elèctrodes de grafit UHP de φ800 mm, augmentant la quota de mercat de la Xina del 65% el 2023 a un 75% projectat per al 2030. Les innovacions en els elèctrodes de carboni es centren en aplicacions sostenibles: per instància, els elèctrodes de carboni derivats de greixos de pollastre han aconseguit una densitat energètica de 89 Supercapacitors.

5. Anàlisi del benefici-benefici

En els sistemes d’electròlisi d’aigua, els elèctrodes de carboni ofereixen un cost d’inversió inicial que és només del 25% el dels elèctrodes de grafit, però requereixen un manteniment anual més elevat del 30%. Per la seva banda, a la fabricació d'acer EAF, els elèctrodes de grafit estalvien 50 kWh per tona d'acer en plantes d'1 MTPA, traduint -se a un estalvi de costos anuals de 20 milions de ¥.

6.Future Evolució Tecnològica

La tecnologia dels elèctrodes de grafit avança cap a una reducció del 15% de la resistivitat mitjançant la nano-modificació. Els elèctrodes de carboni s’estan millorant amb tècniques de co-dopatge B-N per aconseguir una conductivitat tèrmica fins a 300 W/(M · K). En resposta a les tarifes de carboni de la UE, les indústries estan accelerant l’adopció de la calcinació neta basada en l’energia, impulsant una diferenciació tecnològica.

Paraules clau de Google SEO suggerides