Apa Itu Karbon Berbasis PAN dan Mengapa Itu Penting
Kain kempa karbon berbahan dasar Poliakrilonitril (PAN).adalah bahan ringan, konduktif, dan tahan suhu tinggi yang banyak digunakan dalam teknologi energi dan isolasi termal canggih. Darilapisan difusi gas sel bahan bakar (GDL)kelapisan termal dalam tungku vakum, kain flanel karbon berbasis PAN merevolusi industri modern dengan kinerja dan keserbagunaannya.
Bagaimana Carbon Felt Berbasis PAN Dibuat
Proses Pembuatan Standar
- Pra-Oksidasi(180–240°C): Mengubah serat PAN menjadi kain kempa PANOF yang stabil.
- Karbonisasi(1000–1300°C): Menghilangkan elemen non-karbon.
- Grafitisasi(1600–2400°C): Meningkatkan konduktivitas dan kinerja termal.
Teknik Modifikasi Tingkat Lanjut
- Perawatan asam borat: Meningkatkan grafitisasi dan mengurangi resistivitas.
- Lapisan hidrofobik(misalnya PTFE): Membentuk permukaan anti air (sudut kontak 115°–145°).
- Aktivasi luas permukaan tinggi: Meningkatkan porositas dan aktivitas elektrokimia.
Sifat Utama dari Carbon Felt Berbasis PAN
Sifat Fisik & Termal
- Konduktivitas termal rendah(0,05–0,17 W/m·K pada 25°C) menawarkan insulasi yang sangat baik.
- Porositas tinggi(75%–90%) meningkatkan aliran udara dan buffering termal.
- Ringan(0,09–0,17 g/cm³), mudah ditangani dan diproses.
Konduktivitas Listrik
- Resistivitas permukaan:6–61 mΩ·cm.
- Ditingkatkan melaluigrafitisasiDandoping boron.
Ketahanan Kimia
- Kandungan karbon ≥99,5%(nilai kemurnian tinggi).
- Stabil dilingkungan vakum atau gas inert.
- Tahan terhadapkorosi asam dan basa.
Spesifikasi kain kempa karbon berbahan dasar PAN
| Kategori Parameter | Spesifikasi Teknis |
| Berat Daerah | 400 gram/m² |
| Kepadatan Massal | 0,12–0,14 g/cm³ |
| Ketebalan | 3–5 mm |
| Kandungan Karbon | ≥99.5% |
| Kandungan Abu | ≤0.3% |
| Konduktivitas Termal (25℃) | 0,09–0,17 W/(m·K) |
| Kekuatan Tarik | Membujur: 0,10–0,12 MPa Melintang: 0,08–0,10 MPa |
| Resistivitas | 4–6 Ω·mm |
| Porositas | 75–85% |
| Stres Kompresif (regangan 10%) | 8–12 N/cm² |
| Perpanjangan Saat Istirahat | Membujur: 3–5% Melintang: 15–18% |
| Suhu Pengoperasian Maks | Suasana lembam: ≥1800℃ Udara: ≤400℃ |
| Luas Permukaan Tertentu | 1,5–2,0 m²/g |
| Penyerapan Kelembaban | ≤2% |
Penerapan Carbon Felt Berbasis PAN
Sel Bahan Bakar
Kain kempa karbon berbasis PAN banyak digunakan diLapisan difusi gas sel bahan bakar (GDL) PEM, menawarkan porositas, konduktivitas, dan hidrofobisitas tinggi untuk meningkatkan transportasi gas dan pengelolaan air.
Baterai Aliran Vanadium Redoks (VRFB)
Kain kempa karbon yang diolah di permukaan berfungsi sebagai elektroda efisien dengan aktivitas elektrokimia yang lebih baik, ideal untuksistem penyimpanan energi skala besar.
Isolasi Tungku Vakum
Digunakan sebagaiisolator termaldi lingkungan bersuhu tinggi, ini membantu mengurangi kehilangan energi dan meningkatkan efisiensi — biasa digunakan dalamtungku silikon monokristalin.
Karbon/Komposit Karbon
Bertindak sebagai penguat struktural dikomponen dirgantaraseperti kerucut hidung dan tenggorokan nosel karena ketahanan ablasinya yang sangat baik.
Katalis & Adsorpsi Gas
Karbon aktif terasadigunakan dalam pemurnian gas dan sebagaidukungan katalisuntuk aplikasi lingkungan dan kimia.
Tren Masa Depan Karbon Felt Berbasis PAN
- Kempa yang diolah dengan borondengan resistivitas sangat rendah untuk sel bahan bakar generasi berikutnya.
- Kempa serat karbon skala nanountuk meningkatkan adsorpsi dan kepadatan energi.
- Pelapis fungsional untuk peningkatankinerja katalitik dan elektrokimia.
Kesimpulan
Kain kempa karbon berbasis PAN adalah bahan yang sangat diperlukan untuk fokus industrienergi bersih, isolasi suhu tinggi, Dankomposit tingkat lanjut. Dengan inovasi berkelanjutan, perannya dalam aplikasi berkelanjutan dan berkinerja tinggi berkembang pesat.
