กระดาษคาร์บอน—วัสดุหลักในภาคพลังงานไฮโดรเจน

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างพลังงานทั่วโลกยังคงลึกซึ้งยิ่งขึ้น การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีพลังงานใหม่จึงมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วพลังงานไฮโดรเจน ซึ่งเป็นโซลูชันพลังงานที่สะอาด มีประสิทธิภาพ และแทบไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอน ช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกด้วยเหตุนี้ จึงถือเป็นคำมั่นสัญญาอันยิ่งใหญ่สำหรับทั้งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพลังงานและการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการผลิต การจัดเก็บ และการใช้ไฮโดรเจน ต้นทุนของพลังงานไฮโดรเจนจึงค่อยๆ ลดลงในขณะที่ขอบเขตการใช้งานได้ขยายออกไป ทำให้กลายเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ในการสร้างสังคมคาร์บอนต่ำ

เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC) เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักสำหรับการใช้ไฮโดรเจนโดยปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า พวกมันแปลงไฮโดรเจนและออกซิเจนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า น้ำ และความร้อนกระบวนการทั้งหมดนี้มีประสิทธิภาพสูงและแทบไม่สร้างการปล่อยมลพิษ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่แหล่งพลังงานแบบพกพาไปจนถึงโรงไฟฟ้าที่อยู่นิ่งขนาดใหญ่ Gas Diffusion Layer (GDL) เป็นองค์ประกอบสำคัญภายใน PEMFC;ไม่เพียงแต่อำนวยความสะดวกในการกระจายก๊าซของสารตั้งต้นที่สม่ำเสมอทั่วพื้นผิวอิเล็กโทรด แต่ยังมีหน้าที่ในการไล่น้ำที่เกิดขึ้นและนำอิเล็กตรอนและความร้อนอีกด้วยโดยทั่วไป GDL ประกอบด้วยซับสเตรตฐานที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีรูพรุนและชั้นที่มีรูพรุนขนาดเล็กเนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม โครงสร้างรูพรุนสม่ำเสมอ และคุณสมบัติเชิงกลที่แข็งแกร่ง กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "กระดาษคาร์บอน") จึงกลายเป็นวัสดุซับสเตรตที่ต้องการสำหรับ GDL

กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ (หรือ "กระดาษคาร์บอน") เป็นวัสดุคอมโพสิตคล้ายกระดาษที่ผลิตโดยใช้กระบวนการผลิตกระดาษมันผลิตจาก เส้นใยคาร์บอนสับ,โดยใช้เยื่อธรรมชาติหรือเยื่อสังเคราะห์เป็นเมทริกซ์ และเสริมด้วยสารยึดเกาะและสารตัวเติมกระดาษคาร์บอนทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นหลักสำหรับชั้นการแพร่กระจายของก๊าซในเซลล์เชื้อเพลิงกระบวนการแปลงเส้นใยคาร์บอนเป็นกระดาษคาร์บอนถือเป็นหนึ่งในความท้าทายทางเทคนิคหลักในการผลิต GDL เนื่องจากวัสดุที่ได้จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหลายประการ ได้แก่ ความพรุนที่ควบคุมได้ การนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงเชิงกลที่เพียงพอ การไม่ชอบน้ำที่แข็งแกร่ง และความต้านทานการกัดกร่อนสูง

อย่างไรก็ตาม ตลาดในประเทศสำหรับกระดาษคาร์บอนยังคงถูกผูกขาดโดยบริษัทต่างชาติเพียงไม่กี่รายการผลิตในประเทศอาศัยการประมวลผลรองของวัตถุดิบนำเข้าเป็นอย่างมากด้วยเหตุนี้ ทั้งราคาและปริมาณการผลิตจึงถูกจำกัดอย่างมากจากความพร้อมของวัตถุดิบ ส่งผลให้อัตราส่วนต้นทุนต่อประสิทธิภาพต่ำกำลังการผลิตภายในประเทศที่จำกัดไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของตลาดที่เพิ่มขึ้นจากอุตสาหกรรมเซลล์เชื้อเพลิงในประเทศของฉัน ดังนั้นจึงเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาภาคส่วนพลังงานไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงของประเทศโดยอิสระในระดับหนึ่ง

01 กระบวนการผลิต

สำหรับกระบวนการผลิตกระดาษคาร์บอนนั้น มีความแตกต่างระหว่างวิธีเปียกและวิธีแห้งวิธีเปียกถือเป็นเทคโนโลยีที่สมบูรณ์ และผู้ผลิต เช่น Toray และ SGL Carbon ก็นำแนวทางนี้ไปใช้กันอย่างแพร่หลายกระดาษคาร์บอนที่ผลิตด้วยวิธีเปียกมีความสม่ำเสมอที่ดีเยี่ยมและมีโครงสร้างหนาแน่นจึงเป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตกระดาษคาร์บอนประสิทธิภาพสูงสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงในระดับสากลในทางกลับกัน วิธีการผลิตกระดาษคาร์บอนแบบแห้งนั้นเป็นเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในวิธีนี้ อากาศทำหน้าที่เป็นตัวกลางเส้นใยคาร์บอนที่สับแล้วจะถูกแปรรูปเป็นแผ่นฐานโดยใช้เทคนิคการขึ้นรูปแผ่นด้วยอากาศ ตามด้วยขั้นตอนการประมวลผลที่ตามมา เช่น การใช้สารยึดเกาะ การอบแห้ง และการทำให้เป็นคาร์บอนลักษณะสำคัญของกระดาษคาร์บอนที่ผลิตด้วยวิธีนี้คือมีปริมาณเส้นใยคาร์บอนสูงและความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ที่เหนือกว่า

1. การขึ้นรูปแบบแห้งเพื่อการผลิตกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์

การขึ้นรูปแบบแห้งเป็นเทคโนโลยีการผลิตกระดาษที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมากระบวนการเริ่มต้นด้วยการเปิดและกระจายตัวเส้นใยคาร์บอนสับเป็นเส้นเดี่ยวๆการใช้อากาศเป็นสื่อกลาง เส้นใยเหล่านี้จะถูกสร้างเป็นแผ่นอย่างรวดเร็วโดยใช้เทคนิคการวางอากาศเพื่อสร้างแผ่นฐานแผ่นฐานนี้ผ่านการใช้สารยึดเกาะ การบ่มด้วยความร้อน และการทำให้เป็นคาร์บอน/กราไฟไลเซชัน เพื่อให้ได้กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ขั้นสุดท้ายในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปแบบแห้ง เส้นใยคาร์บอนที่สับโดยทั่วไปจะมีความยาวตั้งแต่ 40 ถึง 50 มม.กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ที่ได้จะมีปริมาณคาร์บอนไฟเบอร์สูง มีความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์สูง และมีการนำไฟฟ้าสูงอย่างไรก็ตาม เนื่องจากเส้นใยคาร์บอนมีความยาวค่อนข้างมาก จึงมีแนวโน้มที่จะกระจายตัวได้ไม่ดี ซึ่งมักจะพันกันหรือพันกันนอกจากนี้ การทับซ้อนกันอย่างกว้างขวางระหว่างเส้นใยจะทำให้เกิด "การเชื่อมโยง" ที่รุนแรงขึ้น ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างรูพรุนขนาดใหญ่ด้วยเหตุนี้ กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ที่ได้จึงมีแนวโน้มที่จะมีความสม่ำเสมอค่อนข้างต่ำและมีโครงสร้างที่หลวม

2. การขึ้นรูปเปียกเพื่อการผลิตกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์

ปัจจุบัน กระบวนการขึ้นรูปแบบเปียกถือเป็นวิธีการผลิตที่ได้รับการวิจัยอย่างกว้างขวางและใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในประเทศและต่างประเทศ สำหรับการผลิตกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ประสิทธิภาพสูงสำหรับใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFCs)ในกระบวนการนี้ น้ำทำหน้าที่เป็นสื่อกลางเส้นใยคาร์บอนสับที่มีความยาวต่างกัน (โดยทั่วไปคือ 3 ถึง 20 มม.) จะถูกกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในน้ำจากนั้นจึงใช้เครื่องทำกระดาษเพื่อกรองสารแขวนลอยนี้ด้วยสุญญากาศอย่างรวดเร็วบนตะแกรงลวด ซึ่งจะกลายเป็นแผ่นฐานคาร์บอนไฟเบอร์แผ่นฐานนี้จะต้องผ่านขั้นตอนหลังการประมวลผลหลายขั้นตอน ซึ่งรวมถึงการเคลือบเรซิน การบ่มด้วยความร้อน และการทำให้คาร์บอนไนเซชัน/กราไฟไลเซชัน เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ขั้นสุดท้ายเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการขึ้นรูปแห้ง กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ที่ผลิตผ่านการขึ้นรูปเปียกมีความหนาแน่นและความสม่ำเสมอที่เหนือกว่า ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแปรรูปเป็นกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ที่ออกแบบมาสำหรับ PEMFC โดยเฉพาะดังนั้น การอภิปรายครั้งต่อไปจะมุ่งเน้นไปที่การให้ภาพรวมโดยละเอียดของกระบวนการขึ้นรูปเปียกเป็นหลักนอกจากนี้ ตัวชี้วัดประสิทธิภาพของกระดาษคาร์บอนไฟเบอร์ที่ผลิตทั้งในประเทศและต่างประเทศโดยทั่วไปจะถูกเปรียบเทียบกับซีรีส์ "TGPH" ซึ่งเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์กระดาษคาร์บอนไฟเบอร์เฉพาะของ PEMFC ที่ผลิตโดย Toray Industries (ญี่ปุ่น)

02 ความท้าทายทางเทคนิค

ในระหว่างการผลิตกระดาษคาร์บอนอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตต้องเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมการรับรองความต่อเนื่องของกระบวนการและการเพิ่มความสม่ำเสมอและความเสถียรของคุณภาพผลิตภัณฑ์เป็นประเด็นหลักที่ต้องให้ความสำคัญในระหว่างการผลิตจำนวนมากปัจจุบัน การบรรลุการผลิตกระดาษคาร์บอนจำนวนมากในประเทศจีนยังคงมีความท้าทาย โดยสาเหตุหลักมาจากข้อจำกัดที่กำหนดโดยเทคนิคการประมวลผลที่ซับซ้อน เช่น การทำกราไฟต์ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และการบำบัดหลัง เช่นเดียวกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์การผลิต

1. การประสานงานกระบวนการในการผลิตต่อเนื่องแบบ Roll-to-Roll

ปัจจุบันผู้ผลิตกระดาษคาร์บอนบางรายถูกจำกัดให้ผลิตเฉพาะผลิตภัณฑ์กระดาษคาร์บอนแบบแผ่นเท่านั้นกระบวนการผลิตของพวกเขาทำงานในโหมดแบทช์ ทำให้ยากต่อการรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกันกระบวนการผลิตแบบม้วนต่อม้วนเป็นวิธีการหลักสำหรับการผลิตกระดาษคาร์บอนอย่างต่อเนื่องสามารถแบ่งประเภทกว้างๆ ได้เป็นสามขั้นตอน ได้แก่ การกระจายตัวและการสร้างแผ่นใย การทำให้เรซินมีขึ้นและการอัดร้อน และการทำให้เป็นคาร์บอนและการสร้างกราฟในขั้นตอนการกระจายตัวและการสร้างแผ่นใย การกระจายตัวของเส้นใยคาร์บอนอย่างสม่ำเสมอและการก่อตัวเป็นแผ่นในเวลาต่อมาเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อความต่อเนื่องของการผลิตยิ่งใช้เวลานานกว่าเพื่อให้ได้การกระจายตัวของเส้นใยคาร์บอนดิบที่สม่ำเสมอ อุปกรณ์ปรับสภาพที่เกี่ยวข้องก็จะมีความซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้นในทางกลับกัน ยิ่งเวลาการกระจายสั้นลง อุปกรณ์ก็จะยิ่งมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นเท่านั้นนอกจากนี้ เนื่องจากแผ่นกระดาษคาร์บอนเปียกขาดความแข็งแรงในการยึดเกาะโดยธรรมชาติและมีแนวโน้มที่จะฉีกขาดภายใต้ความเค้นเชิงกลที่ไม่สม่ำเสมอ การเชื่อมโยงการปฏิบัติงานต่างๆ รวมถึงการกระจายตัวของเส้นใย การสร้างแผ่นใย ความเร็วในการเคลื่อนตัวของแผ่นกระดาษ และการม้วนกระดาษคาร์บอน จะต้องได้รับการประสานงานและซิงโครไนซ์อย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าจะเกิดการก่อตัวอย่างต่อเนื่องของแผ่นกระดาษคาร์บอนในขั้นตอนการชุบเรซินและการกดร้อน การทำงานที่ประสานกันของกระบวนการต่างๆ เช่น การควบคุมเชิงปริมาณของการดูดซับเรซิน การอบแห้ง การกดร้อนอย่างต่อเนื่อง และการม้วน เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรับรองความต่อเนื่องของกระบวนการหากอัตราการทำให้ซึมเกินอัตราการบ่มด้วยการกดร้อน แผ่นใยกระดาษคาร์บอนอาจดูดซับเรซินในปริมาณที่ไม่เพียงพอ ส่งผลให้การยึดเกาะระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์เรซินไม่ดีในทางกลับกัน หากอัตราการทำให้ซึมสูงเกินไป กระดาษคาร์บอนอาจมีเรซินอิ่มตัวมากเกินไป ซึ่งอาจขัดขวางการไหลและการกระจายตัวของเรซินอย่างสมบูรณ์ในระหว่างขั้นตอนการกดร้อนและการบ่มสุดท้ายนี้ ในขั้นตอนคาร์บอไนเซชันหรือกราไฟไลเซชันที่อุณหภูมิสูง การซิงโครไนซ์ระหว่างความเร็วการขนส่งของกระดาษคาร์บอนและเวลาคงอยู่ภายในโซนอุณหภูมิต่างๆ ของเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงเป็นปัจจัยสำคัญในการรับประกันการทำงานอย่างต่อเนื่อง

2. การควบคุมความสม่ำเสมอของคุณภาพผลิตภัณฑ์

ความสม่ำเสมอของคุณภาพแบบแบทช์ต่อแบทช์ที่ไม่ดีเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่เป็นอุปสรรคต่อการทดแทนกระดาษคาร์บอนนำเข้าในประเทศความแตกต่างที่สำคัญในคุณสมบัติ ไม่ว่าระหว่างสถานที่ต่างกันภายในชุดการผลิตเดียวกันหรือระหว่างชุดการผลิตที่แตกต่างกัน อาจทำให้เกิดปัญหาอย่างมากสำหรับผู้ใช้ขั้นปลายน้ำตัวอย่างเช่น ความหนาที่ไม่สอดคล้องกันทำให้เกิดการเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญในความหนาแน่นเชิงปริมาตรในระหว่างการประกอบชั้นเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติของอิเล็กโทรดที่สำคัญ เช่น การกระจายน้ำและการซึมผ่านของก๊าซความต้านทานไฟฟ้าที่ไม่สอดคล้องกันทำให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของโครงข่ายนำไฟฟ้าภายในชั้นการแพร่กระจายของก๊าซลดลง ดังนั้นจึงบ่อนทำลายความสม่ำเสมอของการกระจายความหนาแน่นกระแสนอกจากนี้ คุณสมบัติทางกลที่ไม่สอดคล้องกันยังส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความต้านทานแรงดึงและแรงดัดของแผ่นกระดาษคาร์บอนต่างๆ ซึ่งทำให้อิเล็กโทรดเสี่ยงต่อความเสียหายในระหว่างกระบวนการประกอบปึกปัญหาความสม่ำเสมอของคุณภาพต่ำที่มักพบในระหว่างการผลิตกระดาษคาร์บอนจำนวนมากมีสาเหตุพื้นฐานจากโครงสร้างเครือข่ายคาร์บอนที่ไม่สม่ำเสมอและไม่เสถียร ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการทำให้คาร์บอนของโครงสร้างคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์-เรซินสาเหตุที่แท้จริงอาจรวมถึงการปรับพารามิเตอร์กระบวนการล่าช้าเพื่อตอบสนองต่อความผันผวนในคุณสมบัติของวัตถุดิบ การควบคุมความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัวในสารละลายที่ไม่เสถียร และความแปรผันของความเข้มข้นของสารละลายเรซิน-เอธานอล

3. ความก้าวหน้าทางวิศวกรรมสำหรับอุปกรณ์หลักที่สำคัญ

อุปกรณ์การขึ้นรูปถือเป็นแกนหลักทางเทคโนโลยีสำหรับผู้ผลิตกระดาษคาร์บอนทุกรายปัจจุบัน นักวิจัยอาศัยประสบการณ์ที่ได้รับจากอุปกรณ์ขึ้นรูปกระดาษเป็นหลักเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและปรับแต่งระบบเหล่านี้อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนเหล่านี้ให้ผลลัพธ์การขึ้นรูปที่เหมาะสมที่สุดหรือไม่นั้น จะต้องได้รับการตรวจสอบผ่านวิธีปฏิบัติในการผลิตจริงนอกจากนี้ จำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนาอย่างเข้มข้นเพิ่มเติมเพื่อจัดการกับความท้าทายเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปกระดาษคาร์บอนน้ำหนักพื้นฐานสูงชั้นเดียวสำหรับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะทาง

อุปกรณ์เคลือบเรซินเป็นองค์ประกอบสำคัญอีกประการหนึ่งในการผลิตกระดาษคาร์บอนอย่างต่อเนื่องระบบการเคลือบในปัจจุบันส่วนใหญ่ปรับใช้เทคโนโลยีการเคลือบที่พัฒนาในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตกระดาษอย่างไรก็ตาม ความท้าทายทางเทคนิคหลักในบริบทของกระดาษคาร์บอนอยู่ที่การทำให้เรซินมีปริมาณที่แม่นยำและแม่นยำ โดยเฉพาะเพื่อให้มั่นใจว่าระดับการโหลดเรซินสม่ำเสมอและการกระจายตัวที่เป็นเนื้อเดียวกันทั่วทั้งวัสดุในห้องปฏิบัติการ โดยทั่วไปกระดาษคาร์บอนที่ชุบด้วยเรซินจะถูกทำให้แห้งด้วยการกดร้อนโดยใช้อุปกรณ์ เช่น เครื่องวัลคาไนเซอร์แบบแผ่นเรียบอย่างไรก็ตาม การขยายกระบวนการนี้ไปสู่การผลิตจำนวนมากอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดปัญหาอย่างมากด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตจึงได้สำรวจการนำเทคนิคการรีดร้อนมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษแต่แนวทางนี้มีความเสี่ยงโดยธรรมชาติที่เส้นสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งทั้งสองอาจทำให้กระดาษคาร์บอนฉีกขาดได้ด้วยเหตุนี้ ความสนใจจึงเปลี่ยนไปสู่เทคโนโลยีทางเลือก เช่น เครื่องรีดร้อนแบบเป็นขั้นตอนที่ตั้งโปรแกรมไว้และเครื่องรีดร้อนด้วยสายพานเหล็กคู่ โดยรุ่นหลังมีความแม่นยำในการควบคุมระดับสูงเป็นพิเศษ

ในที่สุด การสร้างอุปกรณ์คาร์บอไนเซชันและกราฟิคไลเซชันอย่างต่อเนื่องถือเป็นความท้าทายที่สำคัญที่สุดอุปกรณ์ดังกล่าวช่วยให้สามารถบำบัดกระดาษคาร์บอนด้วยความร้อนได้อย่างต่อเนื่อง จึงมั่นใจได้ถึงความเสถียรของประสิทธิภาพและคุณภาพของกระดาษโปรไฟล์ความยาวและอุณหภูมิของระบบคาร์บอไนเซชันแบบต่อเนื่องเหล่านี้ถูกกำหนดโดยอิงจากปัจจัยต่างๆ รวมถึงความต้านทานแรงดึงของกระดาษคาร์บอน ข้อกำหนดด้านแรงดึง และความหย่อนคล้อยที่อนุญาตด้วยการควบคุมกระบวนการให้ความร้อนอย่างแม่นยำ ผู้ผลิตสามารถมั่นใจได้ว่ากระดาษคาร์บอนบรรลุข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเป้าหมายในระหว่างขั้นตอนการทำให้เป็นคาร์บอนในกระบวนการคาร์บอไนเซชันและกราไฟไลเซชันอย่างต่อเนื่อง ระบบป้องกันม่านแก๊สทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในการรับรองคุณภาพของกระดาษคาร์บอนด้วยการวางตำแหน่งซีลแก๊สหรืออุปกรณ์ม่านแก๊สไว้ที่ปลายทั้งสองด้านของเตาเผา จะช่วยแยกภายในออกจากอากาศแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยลดการกัดกร่อนที่เกิดจากออกซิเจนของทั้งห้องเตาเผาและกระดาษคาร์บอนสิ่งนี้จะรักษาสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีออกซิเจนต่ำภายในเตาเผา จึงช่วยให้เกิดคาร์บอไนเซชันและกราไฟไลเซชันของกระดาษคาร์บอนที่สม่ำเสมอ