ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಮೂಲಭೂತ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳು 

ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳು, ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ -ಲೋಹಶಾಸ್ತ್ರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ ಮತ್ತು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಇಂಧನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಪಾತ್ರಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುತ್ತವೆ.

1. ಭೌತಿಕ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಸೂಜಿ ಕೋಕ್ ಮತ್ತು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಪಿಚ್‌ನಿಂದ ಕೂಡಿದ್ದು, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಒಳಸೇರಿಸುವಿಕೆ ಸೇರಿದಂತೆ 12 ನಿಖರವಾದ ಉತ್ಪಾದನಾ ಹಂತಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಶುದ್ಧತೆ (> 99% ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶ) ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ (> 3600 ° C) ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಮೆಟಲರ್ಜಿಕಲ್ ಕೋಕ್ ಮತ್ತು ಆಂಥ್ರಾಸೈಟ್‌ನಿಂದ ಸರಳವಾದ ಬೇಕಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, 90% –95% ನ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವನ್ನು ಕೇವಲ 1/3 ರಿಂದ 1/5 ರವರೆಗೆ ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಭೌತಿಕ ಆಸ್ತಿ ಹೋಲಿಕೆ

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಗಿತ (ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಕ್ತಿ: 15-25 ಎಂಪಿಎ) ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿರೋಧಕತೆ (5–10 μΩ · ಮೀ) ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯ (ಸಿಟಿಇ) ಅವುಗಳ ಗುಣಾಂಕವು 2-4 × 10⁻⁶/° C ನಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು 1600. C ವರೆಗಿನ ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಖಾತ್ರಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿರುತ್ತವೆ (ದಪ್ಪ: 0.1–5 ಮಿಮೀ), 8–12 × 10⁻⁶/° C ಹೆಚ್ಚಿನ CTE ಯೊಂದಿಗೆ, ಅವು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಉಷ್ಣ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗುತ್ತವೆ.

3.ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸ್ಥಾನೀಕರಣ

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಸುಮಾರು 95% ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಪ ಕುಲುಮೆಯ (ಇಎಎಫ್) ಉಕ್ಕಿನ ತಯಾರಿಕೆ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ, ಇದು ಜಾಗತಿಕ ಕಚ್ಚಾ ಉಕ್ಕಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಯ 60% ಕ್ಕಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ-ವ್ಯಾಸದ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ಪವರ್ (ಯುಹೆಚ್‌ಪಿ) ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು (ಉದಾ., Φ750 ಮಿಮೀ) ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಆನೋಡ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ 18% ಕಡಿತವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸೆಲ್, ಉದಾಹರಣೆಗೆ 95% ಪ್ರಸ್ತುತ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು 40 ಮಿಗ್ರಾಂ/ಗ್ರಾಂ ಡಸಲೀಕರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ ಡಯೋನೈಸೇಶನ್ (ಸಿಡಿಐ) ನಂತಹ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ.

4.ಇಂಡೋಸ್ಟ್ರಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು

ಫಾಂಗ್ಡಾ ಕಾರ್ಬನ್‌ನಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಚೀನಾದ ತಯಾರಕರು φ800 ಎಂಎಂ ಯುಹೆಚ್‌ಪಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಚೀನಾದ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪಾಲನ್ನು 2023 ರಲ್ಲಿ 65% ರಿಂದ 2030 ರ ವೇಳೆಗೆ ಯೋಜಿತ 75% ಕ್ಕೆ ಏರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಲ್ಲಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಸುಸ್ಥಿರ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿವೆ ಸೂಪರ್ ಕ್ಯಾಪಾಸಿಟರ್ಗಳು.

5.ಕೋಸ್ಟ್-ಲಾಭದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಆರಂಭಿಕ ಹೂಡಿಕೆ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಅದು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗಿಂತ ಕೇವಲ 25% ಆದರೆ 30% ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾರ್ಷಿಕ ನಿರ್ವಹಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಇಎಎಫ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ಮೇಕಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು 1 ಎಂಟಿಪಿಎ ಸ್ಥಾವರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಟನ್‌ಗೆ 50 ಕಿ.ವ್ಯಾ.ಟಿ.

6.ಫ್ಯೂಚರ್ ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಕಸನ

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ನ್ಯಾನೊ-ಮಾರ್ಪಾಡು ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿ 15% ಕಡಿತದತ್ತ ಸಾಗುತ್ತಿದೆ. 300 w/(m · k) ನಷ್ಟು ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಬಿ-ಎನ್ ಸಹ-ಡೋಪಿಂಗ್ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಇಂಗಾಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಇಯು ಇಂಗಾಲದ ಸುಂಕಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ, ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳು ಶುದ್ಧ ಇಂಧನ ಆಧಾರಿತ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ವೇಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತಿವೆ, ಮತ್ತಷ್ಟು ತಾಂತ್ರಿಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ.