흑연화 석유 코크스의 미래 기술 연구 개발 방향은 주로 다음과 같은 측면에 중점을 둡니다.
고순도 및 저불순물 기술
지연 코크스 공정 및 심층 탈황 기술을 개선함으로써 석유 코크스의 황, 회분 및 기타 불순물 함량을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 시노펙 칭다오 정유소는 황 함량을 0.3% 미만으로 낮춰 신에너지 분야의 저유황 석유 코크스 수요를 충족하고 있습니다. 향후에는 회분 함량을 8~10wt%에서 1wt% 미만으로 낮추는 효율적인 탈회 기술을 더욱 개발하여 재료 순도와 성능 안정성을 향상시켜야 합니다.
고급 제품의 맞춤형 개발
리튬 배터리 양극재 및 태양광 실리콘 원료 환원제와 같은 고급 분야에 적합한 특수 석유 코크스 제품 개발이 필요합니다. 예를 들어, 전력 배터리용 코크스는 배터리 에너지 밀도 및 수명 향상을 위해 황 함량 0.5% 미만, 회분 함량 0.3% 미만과 같은 지표를 충족해야 합니다. 또한, 태양광 등급 석유 코크스는 환원 효율을 높이고 실리콘 원료 생산 비용을 낮추기 위해 최적화된 기공 구조를 가져야 합니다.
심층 처리 및 고부가가치 활용
니들 코크스 및 탄소 섬유와 같은 심가공 제품 개발은 산업 부가가치 증대에 기여해야 합니다. 초고출력 흑연 전극의 핵심 원료인 니들 코크스는 전기로 제강 및 신에너지 공급망에서 수요가 크게 증가하고 있습니다. 예를 들어, 진저우 석유화학은 고급 시장 수요를 충족하며 니들 코크스의 장기 생산을 성공적으로 구축했습니다.
환경친화적이고 친환경적인 생산 기술
점점 더 엄격해지는 환경 정책에 대응하여 저공해 및 저에너지 소비 생산 공정을 개발해야 합니다. 예를 들어, 용융염 전기분해는 1000°C 이하에서 흑연화를 달성할 수 있어 기존의 고온 고압 방식(2000°C 이상)에 비해 에너지 소비를 40% 절감할 수 있으며, 다양한 탄소질 원료에 적용 가능합니다. 또한, 유동층 활성화 기술은 불활성 입자를 도입하여 응집을 방지하고 활성화 시간을 2~8시간으로 단축하여 에너지 소비를 더욱 줄입니다.
정밀한 기공 구조 제어 기술
경사 활성화 및 현장 도핑 기술을 통해 석유 코크스 기반 다공성 탄소의 기공 구조를 조절하여 소재 성능을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, H₂O/CO₂ 시너지 활성화 메커니즘을 활용하면 다양한 응용 분야에 적합한 미세 기공-중간 기공 복합 구조(중간 기공 비율 20~60%)를 형성할 수 있습니다. 동시에 NH₃ 또는 H₃PO₄를 도입하면 질소/인 원자 도핑(도핑 수준 1~5 at%)이 가능해져 전도성과 표면 활성이 향상됩니다.
신에너지 분야에서의 응용 분야 확대
석유 코크스 기반 활성탄 및 슈퍼커패시터 탄소와 같은 새로운 에너지 소재 개발이 필요합니다. 예를 들어, 실리콘 양극의 "황금 파트너"인 석유 코크스 기반 다공성 탄소는 기공 구조 조절(50~500nm의 폐쇄형 기공 구조)을 통해 실리콘의 부피 팽창을 완충하여 사이클 안정성을 300% 향상시킵니다. 세계 시장 규모는 2030년까지 1,200억 위안을 넘어설 것으로 예상되며, 연평균 복합 성장률은 25%에 달할 것으로 전망됩니다.
지능형 및 자동화 생산 기술
사물인터넷(IoT)과 블록체인 기술을 활용하면 생산 효율성과 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 지능형 창고 관리는 실시간 재고 모니터링을 가능하게 하여 대응 속도를 50%까지 향상시킬 수 있습니다. 블록체인 추적 시스템은 제품의 탄소 발자국 인증을 제공하여 EU의 ESG 투자 요건을 충족합니다.
게시 시간: 2025년 9월 24일