تفاوت های اساسی و سناریوهای کاربردی الکترودهای گرافیت و کربن 

الکترودهای گرافیت و کربن در روشهای تولید ، خصوصیات فیزیکی و کاربردهای مختلف تفاوت معنی داری دارند - که نقش آنها را در متالورژی ، الکتروشیمی و فن آوری های انرژی در حال ظهور تعریف می کنند.

1. فرآیند ترکیب و تولید مواد

الکترودهای گرافیتی از کک سوزن و زغال سنگ تشکیل شده و 12 مرحله تولید دقیق از جمله گرافیت و اشباع را پشت سر می گذارند. این فرایند منجر به خلوص فوق العاده بالا (> 99 ٪ محتوای کربن) و مقاومت حرارتی عالی (> 3600 درجه سانتیگراد) می شود. در مقابل ، الکترودهای کربن از طریق یک فرآیند پخت ساده تر از کک متالورژیکی و آنتراسیت تولید می شوند و به میزان کربن 90 ٪ -95 ٪ تنها در 1/3 تا 1/5 هزینه می رسند.

2. مقایسه املاک فیزیکی

الکترودهای گرافیتی دارای استحکام بالایی (مقاومت خمشی: 15-25 مگاپاسکال) و مقاومت الکتریکی کم (5-10 میکروگرم · متر) هستند. ضریب انبساط حرارتی آنها (CTE) به اندازه 2-4 × 10 ⁻⁶/درجه سانتیگراد کم است و از پایداری ساختاری در دمای بالا تا 1600 درجه سانتیگراد اطمینان حاصل می کند. در مقابل ، الکترودهای کربن انعطاف پذیر تر هستند (ضخامت: 0.1-5 میلی متر) ، با CTE بالاتر از 10 × 10 × 10 درجه/درجه سانتیگراد ، و آنها را برای محیط های حرارتی پویا مناسب تر می کند.

3. موقعیت مکانی کاربردی

الکترودهای گرافیت تقریباً 95 ٪ از بازار ساخت و سازهای کوره برقی (EAF) را حاکم می کنند و به بیش از 60 ٪ از خروجی جهانی فولاد خام کمک می کند. الکترودهای گرافیتی با قدرت فوق العاده با قطر بزرگ (UHP) (به عنوان مثال ، φ750 میلی متر) نیز به طور فزاینده ای در تولید آند باتری لیتیوم یون مورد استفاده قرار می گیرد و به کاهش 18 ٪ در مصرف انرژی می رسد. از طرف دیگر ، الکترودهای کربن در کاربردهای الکتروشیمیایی مانند الکترولیز آلومینیوم با راندمان جریان 95 ٪ و دیونیزاسیون خازنی (CDI) با ظرفیت نمک زدایی 40 میلی گرم در گرم برتری دارند.

4. روند توسعه صنعت

تولید کنندگان پیشرو چینی ، مانند Fangda Carbon ، به تولید انبوه الکترودهای گرافیتی φ800 میلی متر UHP رسیده اند ، و سهم بازار چین را از 65 ٪ در سال 2023 به 75 ٪ پیش بینی شده توسط 2030 افزایش داده اند. نوآوری در الکترودهای کربن بر روی کاربردهای پایدار متمرکز شده است-برای مثال ، الکترودهای کربن با استفاده از چربی مرغ با استفاده از چرب های کربن به دست آمده از انرژادهای کربن به دست آمده از انرژی 89

5. تجزیه و تحلیل فانتزی

در سیستم های الکترولیز آب ، الکترودهای کربن هزینه سرمایه گذاری اولیه را ارائه می دهند که فقط 25 ٪ از الکترودهای گرافیتی است اما به 30 ٪ نگهداری سالانه بیشتر نیاز دارد. برعکس ، در فولاد سازی EAF ، الکترودهای گرافیتی 50 کیلووات ساعت در هر تن از فولاد را در 1 گیاهان MTPA صرفه جویی می کنند و به صرفه جویی در هزینه سالانه 20 میلیون پوند می پردازند.

6. تکامل فن آوری بدن

فناوری الکترود گرافیت از طریق اصلاح نانو به سمت کاهش 15 ٪ مقاومت در حال پیشرفت است. الکترودهای کربن با تکنیک های دوپینگ B-N برای دستیابی به هدایت حرارتی به اندازه 300 W/(M · K) افزایش می یابد. در پاسخ به تعرفه های کربن اتحادیه اروپا ، صنایع در حال تسریع در اتخاذ کلسینهای مبتنی بر انرژی پاک هستند و باعث تمایز بیشتر فناوری می شوند.