ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ പത്തിരട്ടി സംഭരണശേഷി, ചാർജിംഗ് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ ഇതുവരെ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന മെറ്റീരിയൽ. വരും വർഷങ്ങളിൽ 'സ്‌മാർട്ട്‌ഫോണുകളിലും' ഉപകരണങ്ങളിലും അതുപോലെ കാർ ബാറ്ററികളുടെ ആനോഡുകളിലും സിലിക്കൺ ഉപയോഗിക്കുമെന്ന പ്രൊജക്‌ഷൻ ഇതാണ് (ഫോക്‌സ്‌വാഗൺ സാഗുണ്ടോയിൽ ഒരു ജിഗാഫാക്‌ടറിയുടെ വരാനിരിക്കുന്ന നിർമ്മാണം പ്രഖ്യാപിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു മേഖല. 3.000 തൊഴിലവസരങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ഇലക്ട്രിക് കാറുകൾക്ക് ബാറ്ററികൾ നിർമ്മിക്കാൻ). യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ സില നാനോ ടെക്നോളജീസ് പോലുള്ള കമ്പനികൾ ഈ ധാതുവുപയോഗിച്ച് തങ്ങളുടെ ആദ്യത്തെ ബാറ്ററി യൂണിറ്റുകളുടെ ഉത്പാദനം ആരംഭിച്ചതായി സ്ഥിരീകരിച്ചു.
ഈ ധാതുവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന നിരവധി ഗവേഷണ കേന്ദ്രങ്ങൾ സ്‌പെയിനിലുണ്ട്, ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ രണ്ടാമത്തെയും ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ആക്‌സസ് ചെയ്യാവുന്നതുമാണ് (മറ്റ് പല കേസുകളിലും - ഉദാഹരണത്തിന്, 'അപൂർവ ഭൂമികൾ'-, ചൈനീസ് ആധിപത്യത്തിനൊപ്പം), പാറകൾ അല്ലെങ്കിൽ മണൽ, ഒരിക്കൽ വേർതിരിച്ചെടുത്താൽ, അതിന് അതിന്റെ ഉപയോഗപ്രദമായ ജീവിതചക്രം ആരംഭിക്കാൻ കഴിയും.
ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിന്റെ മൾട്ടിഫങ്ഷണൽ നാനോകോംപോസിറ്റസ് ഗ്രൂപ്പിന്റെ ഭാഗമായ ജുവാൻ ജോസ് വിലാറ്റെലയും റിച്ചാർഡ് ഷോഫെലെയും ചേർന്ന് ധനസഹായം നൽകുന്ന IMDEA മെറ്റീരിയലുകളുടെ (കമ്മ്യൂണിറ്റി ഓഫ് മാഡ്രിഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ഒരു ഗവേഷണ സ്ഥാപനം) Floatech-ൽ അവർ ചെയ്യുന്നത് ഇതാണ്.
വർത്തമാനവും ഭാവിയും
Universidad Iberoamericana de México-യിൽ നിന്നുള്ള ഫിസിക്കൽ എഞ്ചിനീയറും കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലയിൽ നിന്ന് ഡോക്ടറേറ്റും നേടിയ വിലതേല, ഈ മെറ്റീരിയലുമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്റെ സാരാംശം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു: അതുപോലെ തന്നെ ഭാരത്തിലും വലുപ്പത്തിലും കുറവുണ്ടാകുന്നു.
ഗവേഷകന്റെ അടയാളമെന്ന നിലയിൽ, സുസ്ഥിരമായ ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെ തിരിച്ചുവരവോടെ, 'സദ്ഗുണമുള്ള സൈറ്റിൽ' സർവ്വവ്യാപിയായ പ്രക്രിയയെ പരിഷ്കരിക്കുന്നതിലാണ് നവീകരണം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്, കുറഞ്ഞ വിലയിൽ... Floatech-ൽ എല്ലാ ലായകങ്ങളും മിക്സിംഗ് പ്രക്രിയയും ഇല്ലാതാക്കുന്നു, അതിനാൽ പാരിസ്ഥിതിക കാൽപ്പാടുകൾ കുറയും. 2023-ൽ ആദ്യത്തെ പൈലറ്റ് പ്ലാന്റ് നിർമ്മിക്കാനും 2025-ഓടെ ഒരു ഉൽപ്പന്നം തയ്യാറാക്കാനും ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള ഒരു നിക്ഷേപ റൗണ്ടിന്റെ മധ്യത്തിലുള്ള ഒരു ടൂർ (ഗവേഷണത്തിലെ മികവിന്റെ പ്രോജക്റ്റിൽ നിന്ന് അവർക്ക് യൂറോപ്യൻ റിസർച്ച് കൗൺസിലിന്റെ പിന്തുണയുണ്ട്).
തീർച്ചയായും, സിലിക്കൺ ഗുണങ്ങളാൽ പൂരിതമാണെങ്കിലും, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ ചാർജിംഗ്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയുടെ സാധാരണ വോളിയത്തിലെ തുടർച്ചയായ മാറ്റങ്ങൾ കാരണം അതിന്റെ പൊട്ടൽ പോലുള്ള ചില അനിവാര്യതകൾ ഇത് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഈ അർത്ഥത്തിൽ, മാഡ്രിഡിലെ ഓട്ടോണമസ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ അപ്ലൈഡ് ഫിസിക്‌സ് പ്രൊഫസറായ കാർമെൻ മോറന്റ് ഈ ധാതുക്കളുടെ പ്രാധാന്യം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു: "ലിഥിയം ബാറ്ററികൾക്കുള്ള ഒരു ആനോഡ് മെറ്റീരിയൽ എന്ന നിലയിൽ ഇത് വളരെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നതാണ്, കാരണം ഇത് ഏറ്റവും ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട-സൈദ്ധാന്തിക ശേഷിയുള്ള മൂലകമാണ്. പ്രകൃതിയിൽ വളരെ സമൃദ്ധവും. പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജങ്ങളുടെ സംഭരണത്തിൽ ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കണിലെ ലിഥിയം ആമുഖം / വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ എന്നിവയിൽ സംഭവിക്കുന്ന വലിയ അളവിലുള്ള വ്യതിയാനങ്ങൾ കാരണം, മെറ്റീരിയൽ നാലിരട്ടി വരെ വർദ്ധിക്കുകയും കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു, ആനോഡ് പൊട്ടുകയും തകരുകയും ബാറ്ററി സ്ഥിരത നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇക്കാരണത്താൽ, നേർത്ത സിലിക്കൺ ഫിലിമുകളും സിലിക്കൺ നാനോവയറുകളും പോലുള്ള ചെറിയ അളവിലുള്ള മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉപയോഗത്തിലൂടെ ഈ ബാറ്ററികളുടെ ഉപയോഗപ്രദമായ ആയുസ്സ് എങ്ങനെ വർദ്ധിപ്പിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ പഠിക്കുന്നു.
മോറന്റ് ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചതുപോലെ, “സിലിക്കണിന്റെ കനം കുറഞ്ഞ പാളികൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുകയും ലംബമായി വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്ന സിലിക്കൺ നാനോവയറുകൾ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ട് പരിഹാരം അനിവാര്യമായ ഒരു ശാരീരിക ഘട്ടമാണ്. ഇത് ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുന്നതിന്, അത് വേദനയുടെ സ്പൈക്കുകൾക്ക് സമാനമായ ഒന്നായിരിക്കും, ലോഡിംഗ്-അൺലോഡിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ വോളിയം വർദ്ധിക്കുന്ന ഇടങ്ങൾക്കിടയിൽ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയും. ഈ ഫീൽഡിൽ രണ്ട് തരം സിലിക്കണുകൾ ഉണ്ടെന്നും സ്പെഷ്യലിസ്റ്റ് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു: "ക്രിസ്റ്റലിൻ (കൂടുതൽ ചെലവേറിയതും വാണിജ്യപരമായി ലാഭകരമല്ലാത്തതും), രൂപരഹിതവും കൂടുതൽ സുഷിരമുള്ളതും മെറ്റീരിയലുകളുടെ ആമുഖത്തോടെ അത് 'ഡോപ്പ്' ചെയ്യാവുന്നതുമാണ്. കൂടുതൽ ചാലകമായ, ഞങ്ങൾ നിക്ഷേപിച്ച സിലിക്കൺ ഉപകരണ ഗ്രൂപ്പുമായി സഹകരിച്ച് അന്വേഷണം നടത്തുന്നു, CIEMAT ന്റെ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സോളാർ എനർജി യൂണിറ്റ് (ഊർജ്ജം, പരിസ്ഥിതി, സാങ്കേതിക ഗവേഷണ കേന്ദ്രം)".
CIC energiGUNE-ലെ സെൽ പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗ് ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പിലെ പോസ്റ്റ്ഡോക്ടറൽ ഗവേഷകയായ മാർട്ട കാബെല്ലോയുടെ കാര്യത്തിൽ, വ്യവസായം ഇതുവരെ ആനോഡുകളിൽ 5 മുതൽ 8% വരെ സിലിക്കൺ വളരെ കുറഞ്ഞ അളവിൽ ഉപയോഗിച്ചത് എങ്ങനെയെന്ന് അവർ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. 3beLiEVe എന്ന യൂറോപ്യൻ പ്രോജക്റ്റിലെ സ്ഥാപനത്തിന്റെ പങ്കാളിത്തം ഇത് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു, “ഇതിന്റെ ലക്ഷ്യം ഭാവിയിൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ വിപണിയിൽ യൂറോപ്യൻ ബാറ്ററിയുടെയും ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായത്തിന്റെയും സ്ഥാനം ശക്തിപ്പെടുത്തുകയും ആദ്യ തലമുറ ബാറ്ററികൾ വിതരണം ചെയ്യുകയും യൂറോപ്പിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പദ്ധതിയിൽ ആനോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ സിലിക്കയുടെ ആമുഖം അന്വേഷിക്കുന്നു.
അലാവ ടെക്‌നോളജി പാർക്കിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന കേന്ദ്രത്തിന്റെ ഈ വികസനത്തിന് മുമ്പായി മറ്റൊരു മികച്ച യൂറോപ്യൻ പ്രോജക്റ്റ് ഗ്രാഫീൻ ഫ്ലാഗ്ഷിപ്പ് കോർ 2-ലെ പങ്കാളിത്തം ഉണ്ടായിരുന്നു, “ഇവിടെ ഗ്രാഫീനുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് സിലിക്കൺ ആനോഡുകളിൽ ഗവേഷണം നടത്തി. ഉത്പാദന പിണ്ഡം".
ന്യൂ ടൈംസ്
സുസ്ഥിരതയുടെ ഫലമായി, ബാറ്ററിയുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയിലെ വർദ്ധനവ്, ഒറ്റ ചാർജിൽ ലാഭിക്കാൻ കൂടുതൽ കിലോമീറ്ററുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന ബാറ്ററികളുള്ള ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ സാധ്യമാക്കുമെന്ന് കാബെല്ലോ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു: സിലിക്കൺ ആനോഡുകളിലെ വ്യാവസായിക അടിസ്ഥാന ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ. ഈ ആനോഡുകളുടെ നിർമ്മാണവും പ്രക്രിയയും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഓർഗാനിക് ലായകങ്ങളിൽ നിന്ന് അകന്ന് ജലീയ മാധ്യമത്തിലാണ് നടത്തുന്നത്, അവ വിഷാംശമുള്ളതും ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷ കുറയ്ക്കുന്നതുമാണ്.
മുഴുവൻ ബാറ്ററി മൂല്യ ശൃംഖലയും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന രണ്ടാമത്തെ പാൻ-യൂറോപ്യൻ റിസർച്ച് ആൻഡ് ഇന്നൊവേഷൻ പ്രോജക്റ്റിൽ (IPCEI) തിരഞ്ഞെടുത്ത ലിറ്റിൽ ഇലക്ട്രിക് കാറുകൾക്കൊപ്പം സ്പാനിഷ് കമ്പനിയായ ഫെറോഗ്ലോബിന്റെ മറ്റൊരു പ്രത്യേകതയാണ്.
സിലിക്കൺ ലോഹത്തിന്റെയും സിലിക്കൺ-മാംഗനീസ് ഫെറോഅലോയ്‌സിന്റെയും ലോകത്തെ മുൻനിര നിർമ്മാതാക്കളായ ഇതിന് സോളാർ, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, ഉപഭോക്തൃ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ, നിർമ്മാണം, ഊർജ്ജ മേഖല തുടങ്ങിയ അതിവേഗം വളരുന്നതും ചലനാത്മകവുമായ വിപണികളിൽ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഉപഭോക്തൃ അടിത്തറയുണ്ട്, സ്പെയിൻ, ഫ്രാൻസ്, നോർവേ എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിർമ്മാണ പ്ലാന്റുകൾ , ദക്ഷിണാഫ്രിക്ക, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ്, കാനഡ, അർജന്റീന, ചൈന (26 ഉൽപ്പാദന കേന്ദ്രങ്ങൾ, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 69 ചൂളകൾ, കൂടാതെ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 3400 ജീവനക്കാരും) .
സ്പെയിനിലെ ഒരേയൊരു സിലിക്ക മെറ്റലർജിക്കൽ ഫാക്ടറിയുമായി ചേർന്ന് അതിന്റെ ഇന്നൊവേഷൻ ആൻഡ് ആർ ആൻഡ് ഡി സെന്ററിൽ (സബോണിലെ ലാ കൊറൂണയിൽ), ലിഥിയം ആനോഡിനായി സിലിക്കൺ പൗഡർ (മൈക്രോമെട്രിക്, നാനോമെട്രിക്) വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള തന്ത്രപരമായ നവീകരണ പദ്ധതി ഫെറോഗ്ലോബ് ആരംഭിച്ചു. -അയോൺ ബാറ്ററികൾ. “കൂടുതൽ സുസ്ഥിരവും കാലാവസ്ഥാ-നിഷ്‌പക്ഷവുമായ സാങ്കേതികവിദ്യകളിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതുപോലുള്ള ഓട്ടോമോട്ടീവ്, മൊബിലിറ്റി വ്യവസായം നേരിടുന്ന നിലവിലെ വെല്ലുവിളിക്ക് പരിഹാരങ്ങൾ നൽകാൻ കമ്പനി (അവർ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നു) ആഗ്രഹിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ബാറ്ററികൾ ഈ മാറ്റത്തിനുള്ള ഒരു പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, എന്നാൽ അവ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ നൂതന വസ്തുക്കളുടെ വിതരണം ഉറപ്പാക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ലാഭവും സുസ്ഥിരതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വ്യക്തമാക്കുന്നതിന് ആദ്യ ദശകത്തിലെ അവശ്യ വസ്തുക്കളിൽ ഒന്നായി സിലിക്കൺ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു അന്താരാഷ്ട്ര സാഹചര്യം.
