Kapasitas neundeun sapuluh kali langkung seueur tibatan grafit, bahan anu dianggo dugi ka ayeuna dina batré litium-ion pikeun ngamajukeun ngecas. Ieu mangrupikeun alesan pikeun ramalan panggunaan silikon dina taun-taun anu bakal datang, boh dina 'smartphone' sareng alat-alat ogé dina anoda batré mobil (séktor dimana Volkswagen nembé ngumumkeun pangwangunan gigafactory di Sagunto. pikeun ngahasilkeun batré pikeun mobil listrik, kalawan generasi ekspektasi 3.000 jobs). Sareng perusahaan sapertos Sila Nanotechnologies, di Amérika Serikat, parantos ngonfirmasi ngamimitian produksi unit batré anu munggaran kalayan mineral ieu.
Spanyol gaduh sababaraha pusat panalungtikan anu ngerjakeun mineral ieu, anu kadua panglobana di kerak bumi sareng langkung gampang diaksés tibatan grafit (sapertos dina seueur kasus sanésna - contona, 'tanah langka'-, kalayan hegemoni Cina), sapertos anu aya di batu atawa keusik, sarta sanggeus sasari, éta bisa dimimitian daur hirup mangpaat na.
Ieu naon anu aranjeunna laksanakeun di Floatech, spin-off ti IMDEA Materials (institusi panalungtikan anu napel sareng Komunitas Madrid), dibiayaan babarengan ku Juan José Vilatela sareng Richard Schäufele, bagian tina Multifunctional Nanocomposites Group.
Kiwari jeung kahareup
Vilatela, insinyur fisik ti Universidad Iberoamericana de México sareng gelar doktor ti Universitas Cambridge, nyorot hakekat damel sareng bahan ieu: ogé pangurangan beurat sareng ukuran ".
Salaku tanda panalungtik, inovasi museurkeun kana pemurnian prosés janten ubiquitous dina 'situs virtuous' manufaktur gede, harga handap ... kalawan balikna produksi sustainable: "Silikon merlukeun prosés transformasi kana hiji alat, pikeun nu di Floatech ngaleungitkeun sagala pangleyur jeung prosés Pergaulan, jadi tapak suku lingkungan bakal ngurangan ". Wisata di tengah babak investasi, kalayan tujuan pikeun ngawangun pabrik pilot munggaran di 2023 sareng gaduh produk siap ku 2025 (aranjeunna ngagaduhan dukungan Déwan Panaliti Éropa, tina proyék kaunggulan dina panalungtikan).
Tangtu, sanajan silikon datang dieusian ku kaunggulan, éta presents sababaraha imperatif, kayaning cracking na alatan parobahan kontinyu dina volume has prosés ngecas na discharging dina accu litium-ion. Dina hal ieu, Carmen Morant, Profesor Fisika Terapan di Universitas Otonom Madrid, nyorot pentingna mineral ieu: "Ieu pisan ngajangjikeun salaku bahan anoda pikeun batré litium, sabab éta unsur anu ngagaduhan kapasitas téoritis spésifik anu paling luhur. tur loba pisan di alam. Bisa jadi pohara penting, contona, dina neundeun énergi renewable. Sanajan kitu, alatan variasi volume badag anu lumangsung dina bubuka / ékstraksi litium dina silikon, dimana bahan naek sarta ngurangan volume nepi ka opat kali, anoda retakan, megatkeun jeung batré leungit stabilitas. Ku sabab kitu, urang diajar kumaha carana ningkatkeun umur mangpaat tina accu ieu ngaliwatan pamakéan bahan dina dimensi leutik, kayaning, contona, film silikon ipis jeung kawat nano silikon ".
Solusina mangrupikeun léngkah fisik anu penting, sakumaha anu ditunjukkeun ku Morant, "ku jalan damel sareng lapisan silikon anu langkung ipis sareng ngadamel kawat nano silikon anu dijajar vertikal. Pikeun ngabayangkeun éta, éta bakal janten hal anu sami sareng paku nyeri, antara rohangan anu ningkat volume tiasa diakomodasi salami prosés ngabongkar muat. Spesialis ogé nyorot yén aya dua jinis silikon dina widang ieu: "kristal (langkung mahal sareng henteu komersil giat), sareng amorf, langkung porous sareng anu tiasa 'doped' kalayan ngenalkeun bahan supados tetep tetep. leuwih conductive, on nu urang nalungtik di kolaborasi jeung disimpen Silicon Alat Grup, Photovoltaic Solar Energy Unit tina CIEMAT (Pusat Énergi, Panalungtikan Lingkungan jeung Téhnologi) ".
Dina kasus Marta Cabello, panalungtik postdoctoral dina grup panalungtikan Cell Prototyping di CIC energiGUNE, anjeunna nyorot kumaha, dugi ka ayeuna, industri parantos ngagunakeun jumlah silikon dina anoda, antara 5 sareng 8%. Sarta eta highlights partisipasi lembaga dina proyék Éropa 3beLiEVe, "anu tujuanana pikeun nguatkeun posisi batré Éropa sarta industri otomotif di pasar hareup pikeun kandaraan listrik ngaliwatan jeung suplai generasi kahiji accu. dirancang jeung dijieun di Éropa. Dina proyék ieu bubuka silika dina bahan anoda ditalungtik.
Pangwangunan pusat ieu, ayana di Taman Téhnologi Álava, dimimitian ku partisipasi dina proyék Éropa anu luar biasa Graphene Flagship Core 2, "dimana panalungtikan dilaksanakeun dina anoda silikon digabungkeun sareng graphene, ngatur skala kombinasi bahan ieu pikeun na. massa produksi".
Jaman Anyar
Salaku hasil tina kelestarian, Cabello nunjuk kaluar yén kanaékan dénsitas énergi batré bakal ngamungkinkeun pikeun mibanda kandaraan listrik kalawan accu sanggup nawiskeun leuwih kilométer pikeun ngahemat dina muatan tunggal: base industri batré litium-ion dina anoda silikon. diréduksi jadi minimum, nya éta pabrik jeung prosés anoda ieu dilumangsungkeun dina medium cai, jauh ti pangleyur organik ilahar dipaké, nu toksik sarta ngurangan kasalametan accu ".
Sorotan sanésna nyaéta Ferroglobe, perusahaan Spanyol, sareng Little Electric Cars, dipilih dina pan-Éropa pan-Éropa sareng proyék inovasi (IPCEI) anu nyertakeun sakumna ranté nilai batré.
Produsén utama dunya tina logam silikon sareng ferroalloys silikon-mangan, éta ngagaduhan basis pelanggan sadunya dina pasar anu gancang sareng dinamis sapertos solar, otomotif, produk konsumen, konstruksi sareng séktor énergi, sareng pabrik manufaktur di Spanyol, Perancis, Norwégia. , Afrika Kidul, Amérika Sarikat, Kanada, Argentina jeung Cina (26 puseur produksi, kalawan 69 tungku di sakuliah dunya, sarta sababaraha 3400 pagawé di sakuliah dunya).
Dina Inovasi sarta R&D Center na (di Sabón, La Coruña), bareng jeung pabrik metalurgi silika, hiji-hijina di Spanyol, Ferroglobe geus dibuka rencana inovasi strategis pikeun ngembangkeun bubuk silikon (micrometric na nanometric) pikeun anoda litium. - batré ion. "Pausahaan (aranjeunna nunjukkeun) hoyong nyayogikeun solusi pikeun tantangan ayeuna anu disanghareupan ku industri otomotif sareng mobilitas, sapertos promosi transisi ka arah téknologi anu langkung sustainable sareng nétral iklim. Dina kontéks ieu, batré mangrupikeun téknologi konci pikeun parobihan ieu, tapi perlu pikeun mastikeun suplai bahan-bahan canggih anu dipikabutuh pikeun ngahasilkeunana. Skenario internasional dimana silikon diadegkeun salaku salah sahiji bahan penting dina dasawarsa munggaran pikeun ngajelaskeun hubungan antara kauntungan sareng kelestarian.
