黒鉛化石油コークスの今後の技術研究開発の方向性は、主に以下の点に焦点を当てています。
高純度・低不純物技術
遅延コークス化プロセスと高度脱硫技術を改良することで、石油コークス中の硫黄、灰分、その他の不純物含有量を低減できる。例えば、中国石油化工青島製油所は硫黄含有量を0.3%以下にまで低減し、新エネルギー分野における低硫黄石油コークスの需要を満たしている。今後は、灰分含有量を8～10重量%から1重量%以下にまで低減するための効率的な脱灰技術をさらに開発し、材料の純度と性能安定性を向上させる必要がある。
ハイエンド製品のカスタマイズ開発
リチウムイオン電池の負極材や太陽光発電用シリコン原料の還元剤といったハイエンド分野向けに、特殊な石油コークス製品を開発する必要がある。例えば、パワーバッテリー専用のコークスは、電池のエネルギー密度とサイクル寿命を向上させるために、硫黄含有量0.5%未満、灰分含有量0.3%未満といった指標を満たさなければならない。さらに、太陽光発電用石油コークスは、還元効率を高め、シリコン原料の生産コストを削減するために、最適化された細孔構造が求められる。
高度な加工と高付加価値活用
ニードルコークスや炭素繊維などの高度加工製品を開発することで、産業の付加価値を高めるべきである。超高出力黒鉛電極の主要原料であるニードルコークスは、電気炉製鋼や新エネルギー供給チェーンにおいて需要が著しく増加している。例えば、錦州石油化学はニードルコークスの長期生産を実現し、ハイエンド市場の需要を満たしている。
環境に優しく、グリーンな生産技術
環境規制の厳格化に伴い、低公害・低エネルギー消費の生産プロセスを開発する必要がある。例えば、溶融塩電解法は1000℃以下で黒鉛化を実現でき、従来の高温高圧法（2000℃以上）に比べてエネルギー消費量を40%削減できる上、様々な炭素質原料に適用可能である。さらに、流動床活性化技術は不活性粒子を導入することで凝集を防ぎ、活性化時間を2～8時間に短縮し、エネルギー消費量をさらに削減できる。
精密な細孔構造制御技術
勾配活性化とin-situドーピング技術を用いることで、石油コークス系多孔質炭素の細孔構造を制御し、材料性能を向上させることができる。例えば、H₂O/CO₂相乗活性化機構を用いることで、様々な用途に適したミクロ孔-メソ孔複合構造（メソ孔比20～60%）を形成することができる。同時に、NH₃またはH₃PO₄を導入することで、窒素/リン原子ドーピング（ドーピング濃度1～5原子%）が可能となり、導電率と表面活性が向上する。
新エネルギー分野における応用範囲の拡大
石油コークス由来の活性炭やスーパーキャパシタ用カーボンなどの新エネルギー材料の開発が求められている。例えば、シリコン負極の「理想的なパートナー」である石油コークス由来の多孔質カーボンは、細孔構造の調整（50～500nmの閉鎖細孔構造）によってシリコンの体積膨張を緩和し、サイクル安定性を300%向上させる。世界の市場規模は2030年までに1200億元を超え、年平均成長率は25%と予測されている。
インテリジェントで自動化された生産技術
モノのインターネット（IoT）とブロックチェーン技術を活用することで、生産効率と製品品質を向上させることができます。例えば、インテリジェントな倉庫管理システムはリアルタイムの在庫監視を可能にし、対応速度を50%向上させます。ブロックチェーンによるトレーサビリティは製品の「カーボンフットプリント」認証を提供し、EUのESG投資要件を満たします。
投稿日時：2025年9月24日