ဘက်ထရီများတွင် ဆီလီကွန် ဖြစ်နိုင်ခြေအားလုံးကို အသက်သွင်းရန် လျင်မြန်သော သုတေသီ

အားသွင်းမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် ယခုအချိန်အထိ အသုံးပြုထားသည့် ဂရပ်ဖိုက်ထက် သိုလှောင်မှုပမာဏထက် ဆယ်ဆပိုမိုများပြားသည်။ ၎င်းသည် လာမည့်နှစ်များတွင် 'စမတ်ဖုန်း' နှင့် စက်ပစ္စည်းများတွင်သာမက ကားဘက်ထရီများ၏ anodes များတွင်ပါ ဆီလီကွန်အသုံးပြုမှုအား ခန့်မှန်းရခြင်း၏ အကြောင်းရင်းဖြစ်သည် (Volkswagen မှ Sagunto တွင် လာမည့်နှစ်တွင် gigafactory ဆောက်လုပ်မည်ဟု ကြေညာထားသည့်ကဏ္ဍတစ်ခု၊ အလုပ်အကိုင်ပေါင်း ၃၀၀၀ ခန့်ဖြင့် လျှပ်စစ်ကားများအတွက် ဘက်ထရီများ ထုတ်လုပ်ရန်။) အမေရိကန်ပြည်ထောင်စုရှိ Sila Nanotechnologies ကဲ့သို့သော ကုမ္ပဏီများသည် ၎င်းတို့၏ ပထမဆုံးသော သတ္တုဓာတ်ပါသည့် ဘက်ထရီယူနစ်များကို စတင်ထုတ်လုပ်ကြောင်း အတည်ပြုခဲ့သည်။

စပိန်တွင် ဤတွင်းထွက်ဆိုင်ရာ သုတေသနစင်တာများစွာရှိပြီး၊ ကမ္ဘာမြေအပေါ်ယံယံလွှာတွင် ဒုတိယအပေါများဆုံးဖြစ်ပြီး ဂရပ်ဖိုက်ထက် ပိုမိုလက်လှမ်းမီနိုင်သည် (ဥပမာ- ရှားပါးမြေကြီးများ၊ တရုတ်၏ဖော်ညွှန်းမှုဖြင့်) တည်ရှိနေသောကြောင့်၊ ကျောက် သို့မဟုတ် သဲတို့ကို ထုတ်ယူပြီးသည်နှင့် ၎င်း၏ အသုံးဝင်သော ဘဝသံသရာကို စတင်နိုင်သည်။

ဤသည်မှာ အင်စတီကျု၏ Multifunctional Nanocomposites Group ၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းဖြစ်သော Juan José Vilatela နှင့် Richard Schäufele တို့ ပူးပေါင်းထောက်ပံ့သော IMDEA Materials (မက်ဒရစ်အသိုက်အဝန်းနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော သုတေသနအင်စတီကျု့) ၏ Floatech တွင် ၎င်းတို့လုပ်ဆောင်သည့်အရာဖြစ်သည်။

ပစ္စုပ္ပန်နှင့်အနာဂတ်

Universidad Iberoamericana de México မှ ကာယအင်ဂျင်နီယာ Vilatela နှင့် Cambridge တက္ကသိုလ်မှ ပါရဂူဘွဲ့ သည် ဤပစ္စည်းဖြင့် လုပ်ဆောင်ခြင်း၏ အနှစ်သာရကို မီးမောင်းထိုးပြသည် ၊ အလေးချိန် နှင့် အရွယ်အစား လျှော့ချခြင်း ”

သုတေသီ၏ လက္ခဏာတစ်ရပ်အနေဖြင့်၊ ဆန်းသစ်တီထွင်မှုသည် 'သီလရှိသော site' တွင် နေရာအနှံ့ ပြုပြင်သန့်စင်ရေး လုပ်ငန်းစဉ်ကို အာရုံစိုက်ပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သော ထုတ်လုပ်မှု၊ စျေးနှုန်းသက်သာသော ... စဉ်ဆက်မပြတ် ထုတ်လုပ်မှုကို ပြန်လည်ရရှိစေသည်- "ဆီလီကွန်သည် စက်ကိရိယာအဖြစ်သို့ အသွင်ပြောင်းသည့် လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။ Floatech တွင် အညစ်အကြေးများနှင့် ရောစပ်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်အားလုံးကို ဖယ်ရှားလိုက်သောကြောင့် ပတ်ဝန်းကျင်ခြေရာကို လျှော့ချနိုင်လိမ့်မည်” ဟု ဆိုသည်။ 2023 ခုနှစ်တွင် ပထမဆုံး ရှေ့ပြေးစက်ရုံကို တည်ဆောက်ရန်နှင့် 2025 ခုနှစ်တွင် ထုတ်ကုန်တစ်ခု အဆင်သင့်ရှိရန် ရည်ရွယ်ချက်ဖြင့် ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု လှည့်ပတ်မှု၏ အလယ်တွင် လေ့လာရေးခရီးတစ်ခု (၎င်းတို့သည် သုတေသနတွင် ထူးချွန်သော ပရောဂျက်မှ ဥရောပ သုတေသနကောင်စီ၏ ပံ့ပိုးကူညီမှု ရရှိထားသည်)။

ဆီလီကွန်သည် အားသာချက်များဖြင့် ပြည့်နှက်နေသော်လည်း၊ လီသီယမ်-အိုင်ယွန်ဘက်ထရီများတွင် အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်၏ ပုံမှန်ပမာဏတွင် ဆက်တိုက်ပြောင်းလဲမှုများကြောင့် ကွဲအက်ခြင်းကဲ့သို့သော မရှိမဖြစ်လိုအပ်ချက်အချို့ကို တင်ပြပါသည်။ ဤသဘောအရ၊ မက်ဒရစ်မြို့ရှိ ကိုယ်ပိုင်အုပ်ချုပ်ခွင့်ရတက္ကသိုလ်မှ အသုံးချရူပဗေဒပါမောက္ခ Carmen Morant က ဤသတ္တု၏အရေးပါမှုကို မီးမောင်းထိုးပြသည်- "လစ်သီယမ်ဘက်ထရီများအတွက် အန်နိုဒီယမ်ပစ္စည်းအဖြစ် အလွန်အလားအလာကောင်းသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် သီအိုရီပိုင်းအရ အမြင့်ဆုံးဒြပ်စင်ဖြစ်သောကြောင့်၊ သဘာဝတွင် အလွန်ပေါများသည်။ ဥပမာအားဖြင့် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်များ သိုလှောင်မှုတွင် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ သို့သော်၊ ဆီလီကွန်တွင် လီသီယမ် နိဒါန်း/ထုတ်ယူမှုတွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော ထုထည်ကြီးမားသော ပမာဏကွဲလွဲမှုများကြောင့်၊ ပစ္စည်းသည် ထုထည်ပမာဏ လေးဆအထိ တိုးလာပြီး လျော့နည်းသွားသောကြောင့် anode အက်ကွဲခြင်း၊ ကွဲထွက်ပြီး ဘက်ထရီ တည်ငြိမ်မှု ဆုံးရှုံးသွားပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဥပမာ၊ ပါးလွှာသော ဆီလီကွန်ဖလင်များနှင့် ဆီလီကွန် nanowires ကဲ့သို့သော သေးငယ်သည့်အတိုင်းအတာဖြင့် ပစ္စည်းများအသုံးပြုခြင်းဖြင့် ဤဘက်ထရီများ၏ အသုံးဝင်သောသက်တမ်းကို မည်ကဲ့သို့ မြှင့်တင်ရမည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ လေ့လာနေပါသည်။"

Morant ညွှန်ပြသည့်အတိုင်း ဖြေရှင်းချက်သည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာခြေလှမ်းတစ်ရပ်ဖြစ်သည်၊ "ဆီလီကွန်အလွှာများစွာဖြင့် လုပ်ဆောင်ကာ ဒေါင်လိုက်ညှိထားသော ဆီလီကွန် nanowires များကို ဖန်တီးခြင်းဖြင့်၊ ၎င်းကိုမြင်ယောင်ရန်၊ ၎င်းသည် ထုထည်များပြားသည့်နေရာများကြားတွင် နာကျင်ကိုက်ခဲမှုများနှင့် ဆင်တူသည့်အရာတစ်ခုဖြစ်လိမ့်မည်၊ ထုထည်များပြားသည့်နေရာများကြားတွင် သယ်ဆောင်ခြင်း- ဖြုတ်ချခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များအတွင်း နေရာချပေးနိုင်သည်။" ကျွမ်းကျင်သူသည် ဤနယ်ပယ်တွင် ဆီလီကွန် အမျိုးအစား နှစ်မျိုးရှိကြောင်းကိုလည်း မီးမောင်းထိုးပြသည်- "ပုံဆောင်ခဲ (ပို၍စျေးကြီးပြီး စီးပွားဖြစ်မဖြစ်နိုင်သော) နှင့် amorphous ၊ ပို၍ ပေါက်ကြားလာပြီး ၎င်းကို ပစ္စည်းများ၏ နိဒါန်းဖြင့် 'doped' နိုင်သည် ကျွန်ုပ်တို့သည် Deposited Silicon Devices Group၊ CIEMAT (စွမ်းအင်၊ ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာ သုတေသနဗဟို) ၏ Photovoltaic Solar Energy Unit နှင့် ပူးပေါင်း၍ ပိုမိုလျှပ်ကူးနိုင်စေရန် စုံစမ်းလျက်ရှိသည်။"

CIC energiGUNE မှ Cell Prototyping သုတေသနအဖွဲ့မှ ပါရဂူဘွဲ့လွန်သုတေသနပညာရှင် Marta Cabello ၏ဖြစ်ရပ်တွင်၊ ယခုအချိန်အထိ စက်မှုလုပ်ငန်းသည် anodes အတွင်းရှိ ဆီလီကွန်ပမာဏ အလွန်နည်းပါးသော 5 နှင့် 8% ကြားတွင် မည်သို့ရှိသည်ကို မီးမောင်းထိုးပြပါသည်။ ဥရောပပရောဂျက် 3beLiEVe တွင် အင်စတီကျူးရှင်း၏ ပူးပေါင်းပါဝင်မှုကို မီးမောင်းထိုးပြပြီး "၎င်း၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ ဥရောပတွင် ဘက်ထရီနှင့် မော်တော်ကားလုပ်ငန်း၏ အနာဂတ်စျေးကွက်တွင် လျှပ်စစ်ကားများ၏ ပထမမျိုးဆက်ဘက်ထရီများကို ထောက်ပံ့ပေးခြင်းနှင့် ပံ့ပိုးပေးခြင်းတို့ကြောင့် ဖြစ်သည်။ ဤပရောဂျက်တွင် anode ပစ္စည်း၌ ဆီလီကာနိဒါန်းကို စုံစမ်းစစ်ဆေးသည်။

Álava Technology Park တွင်တည်ရှိသော ဤစင်တာ၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် အခြားသောထူးခြားသောဥရောပပရောဂျက် Graphene Flagship Core 2 တွင်ပါဝင်ခြင်းဖြင့်၊ " graphene နှင့် silicon anodes များပေါင်းစပ်ထားသောသုတေသနပြုလုပ်ခဲ့ရာ၊ ၎င်းအတွက်ဤပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများကိုစကေးတိုင်းတာရန်စီမံခန့်ခွဲခြင်းနှင့်အတူ၊ ထုတ်လုပ်မှုပမာဏ။"

ခေတ်သစ်

ရေရှည်တည်တံ့မှု၏ရလဒ်အနေဖြင့် Cabello သည် ဘက်ထရီ၏စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆတိုးလာခြင်းသည် အားတစ်ကြိမ်တည်းဖြင့်သက်သာစေရန် ကီလိုမီတာပိုမိုများပြားသောဘတ်ထရီများပါရှိသော လျှပ်စစ်ကားများကိုရရှိနိုင်စေသည်- စီလီကွန် anodes အတွင်းရှိ စက်မှုအခြေခံ lithium-ion ဘက်ထရီများ အနိမ့်ဆုံးသို့ လျှော့ချလိုက်သည်မှာ၊ ဤ anodes များ၏ ထုတ်လုပ်မှုနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို အဆိပ်ဖြစ်စေပြီး ဘက်ထရီ၏ ဘေးကင်းမှုကို လျှော့ချပေးသည့် အဆိပ်ဖြစ်စေသော အဆိပ်ဖြစ်စေသော အဆိပ်ဖြစ်စေသော ဓာတုပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးများသော အအေးခံပစ္စည်းများနှင့် ဝေးကွာသော ရေတွင်းကြားခံတွင် လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြစ်သည်။"

နောက်ထပ်ထူးခြားချက်မှာ Little Electric Cars နှင့်အတူ စပိန်ကုမ္ပဏီ Ferroglobe ၏ ဒုတိယမြောက်ဥရောပသုတေသနနှင့် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုပရောဂျက် (IPCEI) တွင် ရွေးချယ်ထားသည့် ဘက်ထရီတန်ဖိုးကွင်းဆက်တစ်ခုလုံးကို လွှမ်းခြုံထားသည်။

ကမ္ဘာ့ထိပ်တန်း ဆီလီကွန်သတ္တုနှင့် ဆီလီကွန်-မန်းဂနိစ် ferroalloys များထုတ်လုပ်သူဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် နေရောင်ခြည်၊ မော်တော်ယာဥ်၊ လူသုံးကုန်ပစ္စည်းများ၊ ဆောက်လုပ်ရေးနှင့် စွမ်းအင်ကဏ္ဍ၊ စပိန်၊ ပြင်သစ်၊ နော်ဝေးတွင် ထုတ်လုပ်သည့်စက်ရုံများနှင့်အတူ ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းတွင် ဖောက်သည်အခြေစိုက်စခန်းတစ်ခုရှိသည်။ တောင်အာဖရိက၊ အမေရိကန်၊ ကနေဒါ၊ အာဂျင်တီးနားနှင့် တရုတ်နိုင်ငံ (ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ စက်ရုံ ၂၆ ခု၊ မီးဖို ၆၉ လုံးနှင့် ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ ဝန်ထမ်း ၃,၄၀၀ ခန့်)။

၎င်း၏ ဆန်းသစ်တီထွင်မှုနှင့် R&D စင်တာ (Sabón, La Coruña) တွင် စပိန်ရှိ တစ်ခုတည်းသော ဆီလီကာသတ္တုဗေဒ စက်ရုံနှင့်အတူ Ferroglobe သည် လီသီယမ်အမှုန့် (မိုက်ခရိုမက်ထရစ်နှင့် နာနိုမက်ထရစ်) ၏ anode အတွက် ဆီလီကွန်အမှုန့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် မဟာဗျူဟာမြောက် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုအစီအစဉ်ကို စတင်ခဲ့သည်။ -အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ။ “ကုမ္ပဏီ (သူတို့ ထောက်ပြ) က မော်တော်ယာဥ်နဲ့ ရွေ့လျားသွားလာရေး လုပ်ငန်းမှာ ရင်ဆိုင်နေရတဲ့ လက်ရှိ စိန်ခေါ်မှုအတွက် ဖြေရှင်းချက်တွေကို ပံ့ပိုးပေးလိုပါတယ်။ ရေရှည်တည်တံ့ပြီး ရာသီဥတု-ဘက်မလိုက် နည်းပညာများဆီသို့ အသွင်ကူးပြောင်းမှုကို မြှင့်တင်လိုပါတယ်။ ဤအခြေအနေတွင်၊ ဘက်ထရီများသည် ဤပြောင်းလဲမှုအတွက် အဓိကနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သော်လည်း ၎င်းတို့ကိုထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လိုအပ်သောအဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများကို ထောက်ပံ့ပေးရန် လိုအပ်ပါသည်။" အမြတ်အစွန်းနှင့် ရေရှည်တည်တံ့ခိုင်မြဲမှုအကြား ဆက်စပ်မှုကို ရှင်းရှင်းလင်းလင်းဖော်ပြရန် ပထမဆယ်စုနှစ်၏ မရှိမဖြစ်ပစ္စည်းများထဲမှ တစ်ခုအဖြစ် ဆီလီကွန်ကို တည်ထောင်ထားသည့် နိုင်ငံတကာ မြင်ကွင်းတစ်ခု။