Diferențele fundamentale și scenariile de aplicare ale electrozilor de grafit și carbon 

Grafitul și electrozii de carbon diferă semnificativ în metodele de producție, proprietățile fizice și aplicațiile - definind rolurile lor în metalurgie, electrochimie și tehnologii energetice emergente.

1. Compoziția și procesul de fabricație materiei

Electrozii de grafit sunt compuși din cocsul de ac și tonul cărbunelui și suferă 12 etape de fabricație precise, inclusiv grafitizarea și impregnarea. Acest proces are ca rezultat o puritate ultra-ridicată (> 99% conținut de carbon) și rezistență termică excelentă (> 3600 ° C). În schimb, electrozii de carbon sunt produse din cocs metalurgic și antracit printr -un proces de coacere mai simplu, obținând un conținut de carbon de 90% -95% la doar 1/3 până la 1/5 din cost.

2. Comparația proprietăților fizice

Electrozii de grafit au o rigiditate ridicată (rezistență la flexie: 15–25 MPa) și rezistivitate electrică scăzută (5–10 μΩ · m). Coeficientul lor de expansiune termică (CTE) este de până la 2–4 ​​× 10⁻⁶/° C, asigurând stabilitatea structurală la temperaturi ridicate până la 1600 ° C. În schimb, electrozii de carbon sunt mai flexibili (grosime: 0,1–5 mm), cu un CTE mai mare de 8–12 × 10⁻⁶/° C, ceea ce le face mai potrivite pentru medii termice dinamice.

3. Aplicarea poziționării câmpului

Electrozii de grafit domină aproximativ 95% din piața de oțel a cuptorului cu arc electric (EAF), contribuind la peste 60% din producția globală de oțel brut. Electrozii de grafit cu putere mare cu diametru mare (UHP) (de exemplu, φ750 mm) sunt, de asemenea, din ce în ce mai utilizați în producția de anode de baterie cu litiu-ion, obținând o reducere de 18% a consumului de energie. Electrozii de carbon, pe de altă parte, excelează în aplicații electrochimice, cum ar fi electroliza de aluminiu cu eficiență curentă de 95% și deionizare capacitivă (CDI) cu o capacitate de desalinizare de 40 mg/g.

4. Tendințe de dezvoltare a industriei

Producătorii chinezi de frunte, precum Fangda Carbon, au obținut o producție în masă de electrozi de grafit UHP de φ800 MM, crescând cota de piață a Chinei de la 65% în 2023 la 75% proiectate până în 2030. Inovațiile în electrozii de carbon sunt axate pe aplicații durabile-de exemplu, electrozii de carbon au obținut o densitate de energie de 89 de WH/kg în supercacapaces.

5. Analiza cost-beneficiu

În sistemele de electroliză cu apă, electrozii de carbon oferă un cost inițial de investiții care este de doar 25% cel al electrozilor de grafit, dar necesită o întreținere anuală cu 30% mai mare. În schimb, în ​​EAF Steelmaking, electrozii de grafit economisesc 50 kWh pe tonă de oțel în 1 plante MTPA, traducând economii anuale de costuri de 20 milioane ¥.

6. Evoluția tehnologică a FUTURILOR

Tehnologia electrodului grafit avansează către o reducere de 15% a rezistivității prin nano-modificare. Electrozii de carbon sunt îmbunătățiți cu tehnici de co-dopare B-N pentru a obține conductivitatea termică până la 300 W/(M · K). Ca răspuns la tarifele de carbon UE, industriile accelerează adoptarea calcinatării bazate pe energie curată, ceea ce determină o diferențiere tehnologică suplimentară.

Cuvinte cheie sugerate Google SEO