As futuras direções da pesquisa e desenvolvimento tecnológico do coque de petróleo grafitizado concentram-se principalmente nos seguintes aspectos:
Tecnologias de alta pureza e baixa impureza
Ao aprimorar os processos de coqueificação retardada e as técnicas de dessulfurização profunda, é possível reduzir o teor de enxofre, cinzas e outras impurezas no coque de petróleo. Por exemplo, a Refinaria Sinopec Qingdao reduziu o teor de enxofre para menos de 0,3%, atendendo à demanda por coque de petróleo com baixo teor de enxofre no setor de novas energias. No futuro, será necessário desenvolver ainda mais tecnologias eficientes de remoção de cinzas para reduzir o teor de cinzas de 8-10% em peso para menos de 1% em peso, aumentando assim a pureza do material e a estabilidade de desempenho.
Desenvolvimento personalizado de produtos de alta qualidade
Produtos especializados de coque de petróleo devem ser desenvolvidos para aplicações de ponta, como materiais de ânodo para baterias de lítio e agentes redutores para a produção de silício em células fotovoltaicas. Por exemplo, o coque específico para baterias de alta potência deve atender a indicadores como teor de enxofre <0,5% e teor de cinzas <0,3% para melhorar a densidade de energia e a vida útil das baterias. Além disso, o coque de petróleo para uso em células fotovoltaicas requer estruturas de poros otimizadas para aumentar a eficiência da redução e diminuir os custos de produção da matéria-prima de silício.
Processamento profundo e utilização de alto valor agregado
Produtos processados em profundidade, como coque de agulha e fibras de carbono, devem ser desenvolvidos para aumentar o valor agregado da indústria. Como matéria-prima essencial para eletrodos de grafite de ultra-alta potência, o coque de agulha tem apresentado um crescimento significativo na demanda por siderurgia em fornos elétricos a arco e na cadeia de suprimentos de novas energias. Por exemplo, a Jinzhou Petrochemical alcançou a produção de coque de agulha em longo prazo, atendendo às demandas do mercado de alta tecnologia.
Tecnologias de produção ecológicas e sustentáveis
Em resposta às políticas ambientais cada vez mais rigorosas, processos de produção com baixa emissão de poluentes e baixo consumo de energia devem ser desenvolvidos. Por exemplo, a eletrólise em sal fundido permite a grafitização a temperaturas inferiores a 1000 °C, reduzindo o consumo de energia em 40% em comparação com os métodos tradicionais de alta temperatura e alta pressão (acima de 2000 °C), sendo aplicável a diversas matérias-primas carbonáceas. Além disso, a tecnologia de ativação em leito fluidizado previne a aglomeração pela introdução de partículas inertes, reduzindo o tempo de ativação para 2 a 8 horas e diminuindo ainda mais o consumo de energia.
Tecnologias de controle preciso da estrutura dos poros
Por meio de técnicas de ativação por gradiente e dopagem in situ, a estrutura porosa de carbonos porosos derivados de coque de petróleo pode ser regulada para aprimorar o desempenho do material. Por exemplo, o emprego de um mecanismo de ativação sinérgica com H₂O/CO₂ forma uma estrutura composta de microporos e mesoporos (proporção de mesoporos de 20% a 60%) adequada para diferentes cenários de aplicação. Simultaneamente, a introdução de NH₃ ou H₃PO₄ permite a dopagem com átomos de nitrogênio/fósforo (níveis de dopagem de 1 a 5% atômicos), aumentando a condutividade e a atividade superficial.
Expansão das aplicações no setor de novas energias
Novos materiais energéticos, como carvão ativado derivado de coque de petróleo e carbono para supercapacitores, devem ser desenvolvidos. Por exemplo, o carbono poroso derivado de coque de petróleo, como o "parceiro ideal" para ânodos de silício, melhora a estabilidade do ciclo em 300% por meio da regulação da estrutura dos poros (estrutura de poros fechados de 50 a 500 nm) para amortecer a expansão volumétrica do silício. Projeta-se que o tamanho do mercado global ultrapasse 120 bilhões de yuans até 2030, com uma taxa de crescimento anual composta de 25%.
Tecnologias de produção inteligentes e automatizadas
A utilização da Internet das Coisas (IoT) e das tecnologias blockchain pode aumentar a eficiência da produção e a qualidade dos produtos. Por exemplo, o armazenamento inteligente permite o monitoramento do estoque em tempo real, melhorando a velocidade de resposta em 50%. A rastreabilidade por blockchain fornece certificação de "pegada de carbono" para os produtos, atendendo aos requisitos de investimento ESG da UE.
Data da publicação: 24/09/2025