Temeljne razlike in scenariji uporabe grafitnih in ogljikovih elektrod 

Grafitne in ogljikove elektrode se znatno razlikujejo po proizvodnih metodah, fizikalnih lastnostih in aplikacijah - definirajo svoje vloge v metalurgiji, elektrokemiji in nastajajočih energetskih tehnologijah.

1.Material sestava in proizvodni postopek

Grafitne elektrode so sestavljene iz igelnega koksa in premogovništva ter doživele 12 natančnih korakov izdelave, vključno z grafizacijo in impregnacijo. Ta postopek ima za posledico izjemno visoko čistost (> 99% vsebnost ogljika) in odlično toplotno odpornost (> 3600 ° C). V nasprotju s tem se ogljikove elektrode proizvajajo iz metalurške koksa in antracita s preprostejšim postopkom peke, pri čemer dosežejo vsebnost ogljika 90% –95% pri samo 1/3 do 1/5 stroškov.

2.fizična primerjava lastnosti

Grafitne elektrode imajo visoko togost (upogibna trdnost: 15–25 MPa) in nizko električno upornost (5–10 μΩ · m). Njihov koeficient toplotne ekspanzije (CTE) je le nižji od 2–4 × 10⁻⁶/° C, kar zagotavlja strukturno stabilnost pri povišanih temperaturah do 1600 ° C. Ogljikove elektrode so v nasprotju s tem bolj prožne (debelina: 0,1–5 mm), z višjo CTE 8–12 × 10⁻⁶/° C, zaradi česar so primernejši za dinamična toplotna okolja.

3. Application Pozicioniranje polja

Grafitne elektrode prevladujejo v približno 95% trga jeklarskih peči električne loke (EAF), kar prispeva k več kot 60% svetovne proizvodnje surovega jekla. Grafitne elektrode z velikim premerom (UHP) (npr. Φ750 mm) se vse pogosteje uporabljajo tudi pri proizvodnji anode litij-ionske baterije, kar dosega 18-odstotno zmanjšanje porabe energije. Ogljikove elektrode se na drugi strani odlikujejo v elektrokemijskih aplikacijah, kot je aluminijasta elektroliza z 95% tokovnim izkoristkom in kapacitivnim deionizaciji (CDI) z zmogljivostjo razsoljevanja 40 mg/g.

4. Trendi razvoja industrije

Vodilni kitajski proizvajalci, kot je Fangda Carbon, so dosegli množično proizvodnjo φ800 mm UHP grafitne elektrode, kar je povečalo tržni delež na Kitajskem od 65% leta 2023 na predvidenih 75% do leta 2030. Inovacije v ogljikovih elektrodah so osredotočene na trajnostne aplikacije-za primer, piščančje maščobne elektrode, ki so bile piščančje maščobe, karbonske karbone, karbona, za primer, karbonskim elektrodam. superkondenzatorji.

5. Analiza stroškovna koristi

V sistemih vodnih elektroliz ogljikove elektrode ponujajo začetne naložbene stroške, ki so le 25% pri grafitnih elektrodah, vendar zahtevajo 30% večje letno vzdrževanje. Nasprotno pa grafitne elektrode pri izdelavi jeklarstva prihranijo 50 kWh na tono jekla v 1 mtpa rastlinah, kar pomeni letne prihranke stroškov v višini 20 milijonov ¥.

6. Future Technološki razvoj

Tehnologija grafitne elektrode napreduje v smeri 15-odstotnega zmanjšanja upora z nano-spreminjanjem. Ogljikove elektrode se izboljšujejo s tehnikami kopljenja B-N za doseganje toplotne prevodnosti do 300 W/(M · K). Kot odgovor na tarife za ogljik EU industrije pospešujejo sprejemanje čistega kalcinacije na osnovi energije, kar vodi v nadaljnjo tehnološko diferenciacijo.