Газрын тосны дусал газрын тосны ордоос аялалд гарч, коксжих процесст орж, газрын тосны кокс болж хувирдаг бөгөөд дараа нь графитжуулалтаар дамжуулан өндөр цэвэршилттэй бал чулуун материал үүсгэдэг. Эцсийн эцэст энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн (EV) батерейны анодын талд хэрэглэгдэж, тээврийн хэрэгслийг эрчим хүчээр хангадаг. Энэ үйл явц нь газрын тосыг уламжлалт эрчим хүчний эх үүсвэрээс өндөр зэрэглэлийн материал руу шилжүүлэх, ирээдүйн тээврийн ногоон хөгжлийг хөтлөх жишээ юм. Энэ үйл явцын дэлгэрэнгүй мэдээллийг доор харуулав.
1. Газрын тосны коксжуулалт: Түүхий тосноос газрын тосны кокс руу шилжих нь
Газрын тосны коксжуулалт нь газрын тос боловсруулах чухал үйл явц бөгөөд голчлон үлдэгдэл тосыг өндөр температурт хагарах замаар хий, бензин, дизель түлш, хүнд нэрмэл тос, газрын тосны кокс үүсгэдэг. Энэ үйл явцын гол цөм нь хүнд, бага үнэ цэнэтэй үлдэгдэл тосыг өндөр нэмүү өртөгтэй газрын тосны кокс болон бусад хөнгөн газрын тосны бүтээгдэхүүн болгон хувиргахад оршино.
Процессын төрлүүд: Газрын тосны коксжих процесст хойшлуулсан коксжих, шингэн коксжих, уян хатан коксжих зэрэг орно. Хойшлуулсан коксжих нь одоогоор дэлхий даяар хамгийн өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмж бөгөөд энд "нэгж" нь техникийн хувьд илүү тохиромжтой) бөгөөд дэлхий даяар ээлжлэн ажилладаг хоёр коксжих торх ашигладаг. Үлдэгдэл тос нь өндөр температурт хагарч, торхонд хуримтлагддаг кокс үүсгэдэг бөгөөд дараа нь гидравлик цэвэрлэгээгээр зайлуулагддаг.
Бүтээгдэхүүний шинж чанар: Коксжуулах процессын гол хатуу бүтээгдэхүүн болох газрын тосны кокс нь нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай, ууршилт багатай байдаг. Хэрэглээнээс нь хамааран газрын тосны коксыг түлшний зэрэглэлийн эсвэл электродын зэрэглэлийн гэж ангилж болно. Түлшний зэрэглэлийн газрын тосны коксыг голчлон цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх, цемент зэрэг салбарт ашигладаг бол электродын зэрэглэлийн газрын тосны кокс нь өндөр цэвэршилттэй, маш сайн цахилгаан дамжуулах чадвартай тул бал чулуун электрод болон литийн ионы батерейны анодын материал үйлдвэрлэх гол түүхий эд болдог.
2. Графитжуулалтын боловсруулалт: Газрын тосны коксын графитаас өндөр цэвэршилттэй графит материал руу сублимаци хийх
Графитжуулалтын боловсруулалт нь газрын тосны коксыг өндөр цэвэршилттэй бал чулуун материал болгон хувиргах гол алхам юм. Энэ процесс нь ихэвчлэн өндөр температурт явагддаг бөгөөд дулааны задрал болон бал чулуунжуулалтын урвал нь газрын тосны коксын бүтцийн өөрчлөлтийг өдөөж, цэвэр бал чулуун бүтэц үүсгэдэг.
Боловсруулалтын техник: Графитжуулалтын боловсруулалт нь ерөнхийдөө түүхий эдийг шигших, бутлах, жигнэх, графитжуулалтын зуух боловсруулах зэрэг алхмуудыг агуулдаг. Өндөр температурт газрын тосны коксын блок дахь үлдэгдэл хольц аажмаар ууршдаг бол нүүрстөрөгчийн атомууд илүү нягт графит бүтэц үүсгэхийн тулд дахин зохион байгуулагддаг. Эцсийн эцэст нарийн боловсруулалт, савлагааны дараа бэлэн болсон графитжуулсан газрын тосны кокс худалдаанд гарахад бэлэн болдог.
Бүтээгдэхүүний шинж чанар: Графитжуулсан газрын тосны кокс нь өндөр цэвэршилттэй, маш сайн цахилгаан дамжуулах чадвартай, өндөр дулааны тогтвортой байдалтай. Эдгээр шинж чанарууд нь электрод, катод, бойлерийн түлш зэрэг төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг болгодог. Ялангуяа лити-ион батерейны салбарт анод материалын урьдал түүхий эд болох графитжуулсан газрын тосны кокс нь батерейны энергийн нягтрал, мөчлөгийн ашиглалтын хугацаа, аюулгүй байдлыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
3. Графитжуулсан газрын тосны коксын үйлдвэрлэлээс цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерей хүртэл: Ирээдүйн ногоон хүчийг хөгжүүлэх нь
Цэвэр эрчим хүч, тогтвортой хөгжлийн дэлхийн эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан цахилгаан тээврийн хэрэгсэл ирээдүйн тээврийн хэрэгслийн чухал чиглэл болж гарч ирсэн нь батерейны технологийн шинэчлэл, дэвшлийг онцгой чухал болгож байна. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейд бал чулуун кокс хэрэглэх нь энэхүү чиг хандлагыг илтгэж байна.
Батерейны анодын материал: Графитжуулсан газрын тосны кокс нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны анодын талд ашиглах зориулалттай бөгөөд илүү хурдан цэнэглэх хурд, урт жолоодлогын зай, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Өндөр цэвэршилттэй, маш сайн цахилгаан дамжуулалттай тул батерейг цэнэглэх, цэнэггүй болгох мөчлөгийн үед электроныг үр ашигтай дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд эрчим хүчний алдагдлыг бууруулж, батерейны ажиллагааг сайжруулдаг.
Инновацийн хэрэглээний жишээ: ExxonMobil корпорацийг жишээ болгон авч үзье. Тус компани цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны ашиглалтын хугацааг 30%-иар уртасгах чадвартай шинэ нүүрстөрөгчийн молекул (графитжуулсан газрын тосны коксын технологид суурилсан) зохион бүтээжээ. Энэхүү шинэ бүтээл нь батерейны гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг сайжруулаад зогсохгүй олборлосон бал чулуунаас хамааралтай байдлыг бууруулж, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн тогтвортой хөгжлийг бат бөх дэмжиж байна.
Зах зээлийн чиг хандлага ба хэтийн төлөв: Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн зах зээл өргөжин тэлж, батерейны технологи хөгжихийн хэрээр цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейд графитжуулсан газрын тосны кокс ашиглах хэтийн төлөв өргөн цар хүрээтэй байна. Нэг талаас, батерейны эрчим хүчний нягтрал сайжирч, өртөг буурснаар цахилгаан тээврийн хэрэгслийн жолоодлогын хүрээ болон өртгийн үр ашиг улам бүр нэмэгдэх болно. Нөгөө талаас, хурдан цэнэглэх технологийг өргөнөөр нэвтрүүлж, цэнэглэх дэд бүтцийг сайжруулснаар цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хэрэглээний тав тухыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх болно. Эдгээр хүчин зүйлс нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн зах зээлийн хурдацтай хөгжлийг хурдасгаж, улмаар графитжуулсан газрын тосны коксын эрэлт хэрэгцээг нэмэгдүүлэх болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 29