ग्रेफाइट की तुलना में दस गुना अधिक भंडारण क्षमता, चार्जिंग को बढ़ावा देने के लिए लिथियम-आयन बैटरी में अब तक उपयोग की जाने वाली सामग्री। आने वाले वर्षों में 'स्मार्टफोन' और उपकरणों के साथ-साथ कार बैटरी के एनोड में सिलिकॉन के उपयोग के प्रक्षेपण का यही कारण है (जिस क्षेत्र में वोक्सवैगन ने सगुंटो में एक गीगाफैक्ट्री के आगामी निर्माण की घोषणा की है। इलेक्ट्रिक कारों के लिए बैटरियों का निर्माण, 3.000 नौकरियों की अपेक्षित पीढ़ी के साथ)। और संयुक्त राज्य अमेरिका में सिला नैनोटेक्नोलॉजीज जैसी कंपनियों ने इस खनिज के साथ अपनी पहली बैटरी इकाइयों के उत्पादन की शुरुआत की पुष्टि की है।
स्पेन में इस खनिज पर काम करने वाले कई शोध केंद्र हैं, जो पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में है और ग्रेफाइट की तुलना में अधिक सुलभ है (जैसा कि कई अन्य मामलों में - उदाहरण के लिए, 'दुर्लभ पृथ्वी'-, चीनी आधिपत्य के साथ), जैसा कि इसमें मौजूद है चट्टानों या रेत, और एक बार निकाले जाने के बाद, यह अपना उपयोगी जीवन चक्र शुरू कर सकता है।
यह वही है जो वे फ्लोटेक में करते हैं, जो आईएमडीईए सामग्री (मैड्रिड के समुदाय से जुड़ा एक शोध संस्थान) का एक स्पिन-ऑफ है, जो जुआन जोस विलाटेला और रिचर्ड शॉफेल द्वारा सह-वित्तपोषित है, जो संस्थान के मल्टीफंक्शनल नैनोकम्पोजिट्स ग्रुप का हिस्सा है।
वर्तमान और भविष्य
विलेटेला, यूनिवर्सिडैड इबेरोअमेरिकाना डी मेक्सिको के एक भौतिक इंजीनियर और कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय से डॉक्टरेट, इस सामग्री के साथ काम करने के सार पर प्रकाश डालते हैं: साथ ही वजन और आकार में कमी ”।
शोधकर्ता के संकेत के रूप में, नवाचार 'पुण्य साइट' में सर्वव्यापी होने की प्रक्रिया को परिष्कृत करने पर केंद्रित है, अधिक से अधिक विनिर्माण, कम कीमत ... स्थायी उत्पादन की वापसी के साथ: "सिलिकॉन को एक उपकरण में परिवर्तन की प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसके लिए जो फ्लोटेक में सभी सॉल्वैंट्स और मिक्सिंग प्रोसेस को खत्म कर देता है, जिससे पर्यावरण फुटप्रिंट कम हो जाएगा। 2023 में पहला पायलट प्लांट बनाने और 2025 तक उत्पाद तैयार करने की दृष्टि से एक निवेश दौर के बीच में एक दौरा (अनुसंधान में उत्कृष्टता की एक परियोजना से उन्हें यूरोपीय अनुसंधान परिषद का समर्थन मिला है)।
बेशक, हालांकि सिलिकॉन फायदे से भरा हुआ आता है, यह कुछ अनिवार्यता प्रस्तुत करता है, जैसे कि लिथियम-आयन बैटरी में चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया की मात्रा में निरंतर परिवर्तन के कारण इसकी दरार। इस अर्थ में, मैड्रिड के स्वायत्त विश्वविद्यालय में एप्लाइड फिजिक्स के प्रोफेसर कारमेन मोरेंट ने इस खनिज के महत्व पर प्रकाश डाला: "यह लिथियम बैटरी के लिए एनोड सामग्री के रूप में बहुत ही आशाजनक है, क्योंकि यह उच्चतम विशिष्ट-सैद्धांतिक क्षमता वाला तत्व है और प्रकृति में बहुत प्रचुर मात्रा में है। यह बहुत महत्वपूर्ण हो सकता है, उदाहरण के लिए, अक्षय ऊर्जा के भंडारण में। हालांकि, सिलिकॉन में लिथियम के परिचय/निष्कर्षण में होने वाली भारी मात्रा में भिन्नता के कारण, जहां सामग्री चार गुना तक मात्रा में बढ़ जाती है और घट जाती है, एनोड दरार, टूट जाता है और बैटरी स्थिरता खो देती है। इस कारण से, हम अध्ययन कर रहे हैं कि छोटे आयामों में सामग्री के उपयोग के माध्यम से इन बैटरियों के उपयोगी जीवन को कैसे बढ़ाया जाए, उदाहरण के लिए, पतली सिलिकॉन फिल्में और सिलिकॉन नैनोवायर ”।
समाधान एक अनिवार्य भौतिक कदम रहा है, जैसा कि मोरेंट बताते हैं, "सिलिकॉन की बहुत पतली परतों के साथ काम करके और लंबवत गठबंधन सिलिकॉन नैनोवायर बनाकर। इसे कल्पना करने के लिए, यह दर्द की स्पाइक्स के समान कुछ होगा, उन जगहों के बीच जो मात्रा में वृद्धि होती है, लोडिंग-अनलोडिंग प्रक्रियाओं के दौरान समायोजित की जा सकती है”। विशेषज्ञ इस बात पर भी प्रकाश डालते हैं कि इस क्षेत्र में दो प्रकार के सिलिकॉन हैं: "क्रिस्टलीय (अधिक महंगा और व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य नहीं), और अनाकार, अधिक झरझरा और जिसे सामग्री की शुरूआत के साथ 'डोप' किया जा सकता है ताकि यह अभी भी हो अधिक प्रवाहकीय, जिस पर हम जमा सिलिकॉन उपकरण समूह, CIEMAT (ऊर्जा, पर्यावरण और तकनीकी अनुसंधान केंद्र) की फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा इकाई के सहयोग से जांच कर रहे हैं।
CIC energiGUNE में सेल प्रोटोटाइपिंग रिसर्च ग्रुप में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता मार्टा कैबेलो के मामले में, वह इस बात पर प्रकाश डालती है कि कैसे, अब तक, उद्योग ने 5 से 8% के बीच एनोड में बहुत कम मात्रा में सिलिकॉन का उपयोग किया है। और यह यूरोपीय परियोजना 3beLiEVe में संस्थान की भागीदारी पर प्रकाश डालता है, "जिसका उद्देश्य बैटरी की पहली पीढ़ी की आपूर्ति और आपूर्ति के माध्यम से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए भविष्य के बाजार में यूरोपीय बैटरी और ऑटोमोटिव उद्योग की स्थिति को मजबूत करना है। यूरोप में डिजाइन और निर्मित। इस परियोजना में एनोड सामग्री में सिलिका की शुरूआत की जांच की जाती है।
अलवा टेक्नोलॉजी पार्क में स्थित केंद्र का यह विकास, एक अन्य उत्कृष्ट यूरोपीय परियोजना ग्रैफेन फ्लैगशिप कोर 2 में भागीदारी से पहले किया गया था, "जहां ग्रैफेन के साथ संयुक्त सिलिकॉन एनोड पर शोध किया गया था, इसके लिए सामग्री के इस संयोजन को स्केल करने का प्रबंधन उत्पादन द्रव्यमान"।
न्यू टाइम्स
स्थिरता के परिणामस्वरूप, कैबेलो बताते हैं कि बैटरी की ऊर्जा घनत्व में वृद्धि से इलेक्ट्रिक वाहनों को एक बार चार्ज करने के लिए अधिक किलोमीटर की पेशकश करने में सक्षम बैटरी के साथ संभव हो जाएगा: सिलिकॉन एनोड में औद्योगिक आधार लिथियम-आयन बैटरी कम से कम कर दिया जाता है, यह है कि इन एनोड का निर्माण और प्रक्रिया जलीय माध्यम में की जाती है, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक सॉल्वैंट्स से दूर, जो जहरीले होते हैं और बैटरी की सुरक्षा को कम करते हैं"।
एक अन्य हाइलाइट स्पेनिश कंपनी फेरोग्लोब की है, जो लिटिल इलेक्ट्रिक कारों के साथ है, जिसे दूसरे पैन-यूरोपीय अनुसंधान और नवाचार परियोजना (आईपीसीईआई) में चुना गया है जो संपूर्ण बैटरी मूल्य श्रृंखला को कवर करता है।
सिलिकॉन धातु और सिलिकॉन-मैंगनीज फेरोलॉयज का दुनिया का अग्रणी उत्पादक, स्पेन, फ्रांस, नॉर्वे में विनिर्माण संयंत्रों के साथ सौर, मोटर वाहन, उपभोक्ता उत्पाद, निर्माण और ऊर्जा क्षेत्र जैसे गतिशील और तेजी से बढ़ते बाजारों में इसका विश्वव्यापी ग्राहक आधार है। , दक्षिण अफ्रीका, संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, अर्जेंटीना और चीन (26 उत्पादन केंद्र, दुनिया भर में 69 भट्टियां, और दुनिया भर में लगभग 3400 कर्मचारी)।
अपने इनोवेशन और आर एंड डी सेंटर (सबोन, ला कोरुना में) में, सिलिका मेटलर्जिकल फैक्ट्री के साथ, स्पेन में एकमात्र, फेरोग्लोब ने लिथियम के एनोड के लिए सिलिकॉन पाउडर (माइक्रोमेट्रिक और नैनोमेट्रिक) के विकास के लिए एक रणनीतिक नवाचार योजना शुरू की है। -आयन बैटरी। "कंपनी (वे बताते हैं) मोटर वाहन और गतिशीलता उद्योग के सामने मौजूदा चुनौती का समाधान प्रदान करना चाहती है, जैसे कि अधिक टिकाऊ और जलवायु-तटस्थ प्रौद्योगिकियों की ओर संक्रमण को बढ़ावा देना। इस संदर्भ में, बैटरी इस बदलाव के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है, लेकिन उनके निर्माण के लिए आवश्यक उन्नत सामग्रियों की आपूर्ति सुनिश्चित करना आवश्यक है।" एक अंतरराष्ट्रीय परिदृश्य जिसमें लाभप्रदता और स्थिरता के बीच संबंधों को स्पष्ट करने के लिए पहले दशक की आवश्यक सामग्रियों में से एक के रूप में सिलिकॉन स्थापित किया गया है।
