ગ્રેફાઇટ કરતાં દસ ગણી વધુ સ્ટોરેજ ક્ષમતા, ચાર્જિંગને પ્રોત્સાહન આપવા માટે લિથિયમ-આયન બેટરીમાં અત્યાર સુધી વપરાતી સામગ્રી. આવનારા વર્ષોમાં સિલિકોનના ઉપયોગના પ્રક્ષેપણનું કારણ છે, બંને 'સ્માર્ટફોન' અને ઉપકરણો તેમજ કાર બેટરીના એનોડ્સમાં (એક ક્ષેત્ર જેમાં ફોક્સવેગને સાગુન્ટોમાં ગીગાફેક્ટરીના આગામી બાંધકામની જાહેરાત કરી છે. 3.000 નોકરીઓની અપેક્ષિત પેઢી સાથે ઇલેક્ટ્રિક કાર માટે બેટરીઓનું ઉત્પાદન કરવું). અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સિલા નેનોટેકનોલોજીસ જેવી કંપનીઓએ આ ખનિજ સાથે તેમના પ્રથમ બેટરી યુનિટના ઉત્પાદનની શરૂઆતની પુષ્ટિ કરી છે.
સ્પેનમાં આ ખનિજ પર કામ કરતા ઘણા સંશોધન કેન્દ્રો છે, જે પૃથ્વીના પોપડામાં બીજા નંબરનું સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં છે અને ગ્રેફાઇટ કરતાં વધુ સુલભ છે (જેમ કે અન્ય ઘણા કિસ્સાઓમાં - ઉદાહરણ તરીકે, 'દુર્લભ પૃથ્વી'-, ચાઇનીઝ આધિપત્ય સાથે), કારણ કે તે હાજર છે. ખડકો અથવા રેતી, અને એકવાર કાઢવામાં આવે તો, તે તેનું ઉપયોગી જીવન ચક્ર શરૂ કરી શકે છે.
આ તેઓ IMDEA મટિરિયલ્સ (મેડ્રિડના સમુદાય સાથે જોડાયેલ એક સંશોધન સંસ્થા) ના સ્પિન-ઑફ, જુઆન જોસ વિલાટેલા અને રિચાર્ડ શૌફેલે દ્વારા સહ-ધિરાણ મેળવતા, સંસ્થાના મલ્ટિફંક્શનલ નેનોકોમ્પોઝિટ્સ ગ્રૂપના એક ભાગ ફ્લોટેક ખાતે કરે છે.
વર્તમાન અને ભવિષ્ય
વિલાટેલા, યુનિવર્સિડેડ ઇબેરોઅમેરિકાના ડી મેક્સિકોના ભૌતિક ઇજનેર અને યુનિવર્સિટી ઓફ કેમ્બ્રિજમાંથી ડોક્ટરેટ, આ સામગ્રી સાથે કામ કરવાના સાર પર પ્રકાશ પાડે છે: તેમજ વજન અને કદમાં ઘટાડો”.
સંશોધકના સંકેત તરીકે, નવીનતા 'સદ્ગુણ સાઇટ' વધુ ઉત્પાદન, નીચી કિંમત... ટકાઉ ઉત્પાદનના વળતર સાથે સર્વવ્યાપક બનવાની પ્રક્રિયાને શુદ્ધ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે: "સિલિકોનને ઉપકરણમાં પરિવર્તનની પ્રક્રિયાની જરૂર છે, માટે જે ફ્લોટેક પર તમામ દ્રાવકો અને મિશ્રણ પ્રક્રિયાને નાબૂદ કરશે, જેથી પર્યાવરણીય પદચિહ્ન ઘટશે”. 2023માં પ્રથમ પાયલોટ પ્લાન્ટ બનાવવા અને 2025 સુધીમાં ઉત્પાદન તૈયાર કરવાના હેતુ સાથે રોકાણના રાઉન્ડની મધ્યમાં પ્રવાસ (તેમને સંશોધનમાં શ્રેષ્ઠતાના પ્રોજેક્ટમાંથી યુરોપિયન રિસર્ચ કાઉન્સિલનો ટેકો મળ્યો છે).
અલબત્ત, સિલિકોન ફાયદાઓથી ભરેલું હોવા છતાં, તે કેટલીક આવશ્યકતાઓ રજૂ કરે છે, જેમ કે લિથિયમ-આયન બેટરીમાં ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતાના વોલ્યુમમાં સતત ફેરફારોને કારણે તેનું ક્રેકીંગ. આ અર્થમાં, મેડ્રિડની ઓટોનોમસ યુનિવર્સિટીના એપ્લાઇડ ફિઝિક્સના પ્રોફેસર કાર્મેન મોરાન્ટ, આ ખનિજના મહત્વ પર પ્રકાશ પાડે છે: "તે લિથિયમ બેટરી માટે એનોડ સામગ્રી તરીકે ખૂબ જ આશાસ્પદ છે, કારણ કે તે ઉચ્ચતમ વિશિષ્ટ-સૈદ્ધાંતિક ક્ષમતા ધરાવતું તત્વ છે. અને પ્રકૃતિમાં ખૂબ વિપુલ. તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, નવીનીકરણીય ઊર્જાના સંગ્રહમાં. જો કે, સિલિકોનમાં લિથિયમના પરિચય/નિષ્કર્ષણમાં મોટા પ્રમાણમાં ભિન્નતાને કારણે, જ્યાં સામગ્રી ચાર ગણી સુધી વધે છે અને વોલ્યુમમાં ઘટાડો થાય છે, એનોડ તિરાડ પડે છે, તૂટી જાય છે અને બેટરી સ્થિરતા ગુમાવે છે. આ કારણોસર, અમે અભ્યાસ કરી રહ્યા છીએ કે કેવી રીતે નાના પરિમાણોમાં સામગ્રીના ઉપયોગ દ્વારા આ બેટરીના ઉપયોગી જીવનને કેવી રીતે વધારવું, ઉદાહરણ તરીકે, પાતળી સિલિકોન ફિલ્મો અને સિલિકોન નેનોવાયર્સ”.
સોલ્યુશન એ એક આવશ્યક શારીરિક પગલું છે, જેમ કે મોરન્ટ નિર્દેશ કરે છે, "સિલિકોનના વધુ પાતળા સ્તરો સાથે કામ કરીને અને ઊભી રીતે ગોઠવાયેલ સિલિકોન નેનોવાયર્સને ફેબ્રિકેટ કરીને. તેની કલ્પના કરવા માટે, તે પીડાના સ્પાઇક્સ જેવું કંઈક હશે, લોડિંગ-અનલોડિંગ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન વોલ્યુમમાં વધારો કરતી જગ્યાઓ વચ્ચે સમાવી શકાય છે”. નિષ્ણાત એ પણ હાઇલાઇટ કરે છે કે આ ક્ષેત્રમાં બે પ્રકારના સિલિકોન છે: "સ્ફટિકીય (વધુ ખર્ચાળ અને વ્યાપારી રીતે સધ્ધર નથી), અને આકારહીન, વધુ છિદ્રાળુ અને તે સામગ્રીની રજૂઆત સાથે 'ડોપેડ' થઈ શકે છે જેથી તે સ્થિર રહે. વધુ વાહક, જેના પર અમે ડિપોઝિટેડ સિલિકોન ડિવાઇસીસ ગ્રુપ, CIEMAT (સેન્ટર ફોર એનર્જી, એન્વાયર્નમેન્ટલ એન્ડ ટેક્નોલોજિકલ રિસર્ચ)ના ફોટોવોલ્ટેઇક સોલાર એનર્જી યુનિટ સાથે મળીને તપાસ કરી રહ્યા છીએ”.
CIC energiGUNE ખાતે સેલ પ્રોટોટાઇપિંગ સંશોધન જૂથમાં પોસ્ટડોક્ટરલ સંશોધક માર્ટા કેબેલોના કિસ્સામાં, તેણીએ હાઇલાઇટ કર્યું છે કે કેવી રીતે, અત્યાર સુધી, ઉદ્યોગે 5 થી 8% ની વચ્ચે એનોડ્સમાં ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં સિલિકોનનો ઉપયોગ કર્યો છે. અને તે યુરોપિયન પ્રોજેક્ટ 3beLiEVe માં સંસ્થાની સહભાગિતાને હાઇલાઇટ કરે છે, “જેનો ઉદ્દેશ્ય ઇલેક્ટ્રીક વાહનો માટે ભાવિ બજારમાં યુરોપિયન બેટરી અને ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગની સ્થિતિને મજબૂત કરવાનો છે અને બેટરીની પ્રથમ પેઢીના સપ્લાય દ્વારા. યુરોપમાં ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત. આ પ્રોજેક્ટમાં એનોડ સામગ્રીમાં સિલિકાના પરિચયની તપાસ કરવામાં આવી છે.
અલાવા ટેક્નોલોજી પાર્કમાં સ્થિત કેન્દ્રનો આ વિકાસ, અન્ય ઉત્કૃષ્ટ યુરોપીયન પ્રોજેક્ટ ગ્રાફીન ફ્લેગશિપ કોર 2 માં સહભાગિતા દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો, “જ્યાં ગ્રેફિન સાથે જોડાયેલા સિલિકોન એનોડ પર સંશોધન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું, જે તેના માટે સામગ્રીના આ સંયોજનને માપવા માટેનું સંચાલન કરે છે. ઉત્પાદન સમૂહ".
ન્યૂ ટાઇમ્સ
ટકાઉપણુંના પરિણામે, કેબેલો નિર્દેશ કરે છે કે બેટરીની ઉર્જા ઘનતામાં વધારો થવાથી એક જ ચાર્જ પર બચત કરવા માટે વધુ કિલોમીટર ઓફર કરવામાં સક્ષમ બેટરી સાથે ઇલેક્ટ્રિક વાહનો રાખવાનું શક્ય બનશે: સિલિકોન એનોડ્સમાં ઔદ્યોગિક આધાર લિથિયમ-આયન બેટરી ન્યૂનતમ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે, એ છે કે આ એનોડનું ઉત્પાદન અને પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કાર્બનિક દ્રાવકોથી દૂર જલીય માધ્યમમાં કરવામાં આવે છે, જે ઝેરી હોય છે અને બેટરીની સલામતી ઘટાડે છે”.
બીજી એક વિશેષતા એ છે કે ફેરોગ્લોબ, સ્પેનિશ કંપની, લિટલ ઈલેક્ટ્રિક કાર સાથે મળીને, બીજા પેન-યુરોપિયન સંશોધન અને નવીનતા પ્રોજેક્ટ (IPCEI) માં પસંદ કરવામાં આવી છે જે સમગ્ર બેટરી મૂલ્ય સાંકળને આવરી લે છે.
સિલિકોન મેટલ અને સિલિકોન-મેંગેનીઝ ફેરો એલોયના વિશ્વના અગ્રણી ઉત્પાદક, તે સ્પેન, ફ્રાન્સ, નોર્વેમાં ઉત્પાદન પ્લાન્ટ સાથે, સૌર, ઓટોમોટિવ, ગ્રાહક ઉત્પાદનો, બાંધકામ અને ઉર્જા ક્ષેત્ર જેવા ગતિશીલ અને ઝડપથી વિકસતા બજારોમાં વિશ્વવ્યાપી ગ્રાહક આધાર ધરાવે છે. , દક્ષિણ આફ્રિકા, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, કેનેડા, આર્જેન્ટિના અને ચીન (26 ઉત્પાદન કેન્દ્રો, વિશ્વભરમાં 69 ઓવન સાથે, અને વિશ્વભરમાં લગભગ 3400 કર્મચારીઓ).
તેના ઇનોવેશન અને આર એન્ડ ડી સેન્ટર (સબોન, લા કોરુનામાં), સ્પેનમાં એકમાત્ર સિલિકા મેટલર્જિકલ ફેક્ટરી સાથે, ફેરોગ્લોબે લિથિયમના એનોડ માટે સિલિકોન પાવડર (માઇક્રોમેટ્રિક અને નેનોમેટ્રિક) ના વિકાસ માટે વ્યૂહાત્મક નવીનતા યોજના શરૂ કરી છે. -આયન બેટરી. “કંપની (તેઓ નિર્દેશ કરે છે) ઓટોમોટિવ અને ગતિશીલતા ઉદ્યોગનો સામનો કરી રહેલા વર્તમાન પડકારના ઉકેલો પ્રદાન કરવા માંગે છે, જેમ કે વધુ ટકાઉ અને આબોહવા-તટસ્થ તકનીકો તરફ સંક્રમણને પ્રોત્સાહન આપવું. આ સંદર્ભમાં, આ પરિવર્તન માટે બેટરી એ એક મુખ્ય તકનીક છે, પરંતુ તેના ઉત્પાદન માટે જરૂરી અદ્યતન સામગ્રીના પુરવઠાની ખાતરી કરવી જરૂરી છે”. એક આંતરરાષ્ટ્રીય દૃશ્ય જેમાં નફાકારકતા અને ટકાઉપણું વચ્ચેના સંબંધને સ્પષ્ટ કરવા માટે સિલિકોનને પ્રથમ દાયકાની આવશ્યક સામગ્રીમાંની એક તરીકે સ્થાપિત કરવામાં આવે છે.
