గ్రాఫైట్ కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ నిల్వ సామర్థ్యం, చార్జింగ్‌ను ప్రోత్సహించడానికి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఇప్పటి వరకు ఉపయోగించే పదార్థం. రాబోయే సంవత్సరాల్లో 'స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు' మరియు పరికరాలతో పాటు కార్ బ్యాటరీల యానోడ్‌లలో సిలికాన్ వాడకం అంచనా వేయడానికి ఇదే కారణం ఎలక్ట్రిక్ కార్ల కోసం బ్యాటరీలను తయారు చేయడం, అంచనా తరం 3.000 ఉద్యోగాలు). మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని సిలా నానోటెక్నాలజీస్ వంటి కంపెనీలు ఈ ఖనిజంతో తమ మొదటి బ్యాటరీ యూనిట్ల ఉత్పత్తి ప్రారంభాన్ని నిర్ధారించాయి.
స్పెయిన్ ఈ ఖనిజంపై పని చేస్తున్న అనేక పరిశోధనా కేంద్రాలను కలిగి ఉంది, ఇది భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో రెండవది మరియు గ్రాఫైట్ కంటే అందుబాటులో ఉంది (అనేక ఇతర సందర్భాల్లో - ఉదాహరణకు, 'అరుదైన భూమి'-, చైనీస్ ఆధిపత్యంతో), ఇది ఉంది రాళ్ళు లేదా ఇసుక, మరియు వెలికితీసిన తర్వాత, అది దాని ఉపయోగకరమైన జీవిత చక్రాన్ని ప్రారంభించవచ్చు.
IMDEA మెటీరియల్స్ (కమ్యూనిటీ ఆఫ్ మాడ్రిడ్‌తో అనుబంధించబడిన ఒక పరిశోధనా సంస్థ) యొక్క స్పిన్-ఆఫ్ అయిన Floatech వద్ద వారు జువాన్ జోస్ విలాటెలా మరియు ఇన్‌స్టిట్యూట్ యొక్క మల్టిఫంక్షనల్ నానోకాంపొజిట్స్ గ్రూప్‌లో భాగమైన రిచర్డ్ స్చౌఫెల్ సహ-ఆర్థిక సహాయం చేసారు.
వర్తమానం మరియు భవిష్యత్తు
Vilatela, Universidad Iberoamericana de México నుండి ఫిజికల్ ఇంజనీర్ మరియు కేంబ్రిడ్జ్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి డాక్టరేట్, ఈ మెటీరియల్‌తో పనిచేయడం యొక్క సారాంశాన్ని హైలైట్ చేసారు: అలాగే బరువు మరియు పరిమాణంలో తగ్గింపు”.
పరిశోధకుడికి చిహ్నంగా, ఆవిష్కరణ 'సద్గుణ సైట్'లో సర్వవ్యాప్తి చెందేలా ప్రక్రియను మెరుగుపరచడంపై దృష్టి సారిస్తుంది, ఎక్కువ తయారీ, తక్కువ ధర... స్థిరమైన ఉత్పత్తిని తిరిగి పొందడంతోపాటు: "సిలికాన్‌కు ఉపకరణంగా రూపాంతరం చెందే ప్రక్రియ అవసరం. ఇది Floatech వద్ద అన్ని ద్రావకాలు మరియు మిక్సింగ్ ప్రక్రియ యొక్క తొలగింపు, కాబట్టి పర్యావరణ పాదముద్ర తగ్గుతుంది." 2023లో మొదటి పైలట్ ప్లాంట్‌ను నిర్మించి, 2025 నాటికి ఉత్పత్తిని సిద్ధం చేయాలనే ఉద్దేశ్యంతో పెట్టుబడి రౌండ్ మధ్యలో ఒక పర్యటన (వీరికి పరిశోధనలో అత్యుత్తమ ప్రాజెక్ట్ నుండి యూరోపియన్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ మద్దతు ఉంది).
వాస్తవానికి, సిలికాన్ ప్రయోజనాలతో లోడ్ చేయబడినప్పటికీ, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియ యొక్క విలక్షణమైన వాల్యూమ్‌లో నిరంతర మార్పుల కారణంగా దాని పగుళ్లు వంటి కొన్ని అత్యవసరాలను అందిస్తుంది. ఈ కోణంలో, కార్మెన్ మోరాంట్, అటానమస్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మాడ్రిడ్‌లో అప్లైడ్ ఫిజిక్స్ ప్రొఫెసర్, ఈ ఖనిజం యొక్క ప్రాముఖ్యతను ఎత్తిచూపారు: "ఇది లిథియం బ్యాటరీలకు యానోడ్ పదార్థంగా చాలా ఆశాజనకంగా ఉంది, ఎందుకంటే ఇది అత్యధిక నిర్దిష్ట-సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం కలిగిన మూలకం. మరియు ప్రకృతిలో చాలా సమృద్ధిగా ఉంటుంది. ఇది చాలా ముఖ్యమైనది కావచ్చు, ఉదాహరణకు, పునరుత్పాదక శక్తుల నిల్వలో. అయినప్పటికీ, సిలికాన్‌లో లిథియం యొక్క పరిచయం/సంగ్రహణలో సంభవించే భారీ వాల్యూమ్ వైవిధ్యాల కారణంగా, పదార్థం నాలుగు రెట్లు పెరుగుతుంది మరియు వాల్యూమ్‌లో తగ్గుతుంది, యానోడ్ పగుళ్లు, విచ్ఛిన్నం మరియు బ్యాటరీ స్థిరత్వాన్ని కోల్పోతుంది. ఈ కారణంగా, సన్నని సిలికాన్ ఫిల్మ్‌లు మరియు సిలికాన్ నానోవైర్లు వంటి చిన్న కొలతలలో పదార్థాలను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ బ్యాటరీల ఉపయోగకరమైన జీవితాన్ని ఎలా పెంచాలో మేము అధ్యయనం చేస్తున్నాము.
మోరాంట్ ఎత్తి చూపినట్లుగా, "సిలికాన్ యొక్క చాలా సన్నని పొరలతో పని చేయడం మరియు నిలువుగా సమలేఖనం చేయబడిన సిలికాన్ నానోవైర్‌లను రూపొందించడం ద్వారా పరిష్కారం తప్పనిసరి భౌతిక దశ. దీన్ని దృశ్యమానం చేయడానికి, ఇది నొప్పి యొక్క స్పైక్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, వాల్యూమ్‌లో పెరిగే ఖాళీల మధ్య లోడింగ్-అన్‌లోడ్ ప్రక్రియల సమయంలో ఉంచవచ్చు. ఈ ఫీల్డ్‌లో రెండు రకాల సిలికాన్‌లు ఉన్నాయని స్పెషలిస్ట్ హైలైట్ చేసారు: "స్ఫటికాకార (ఖరీదైనది మరియు వాణిజ్యపరంగా లాభదాయకం కాదు), మరియు నిరాకార, మరింత పోరస్ మరియు పదార్థాల పరిచయంతో 'డోప్' చేయవచ్చు, తద్వారా అది ఇప్పటికీ ఉంటుంది. మరింత వాహకత, మేము CIEMAT (సెంటర్ ఫర్ ఎనర్జీ, ఎన్విరాన్‌మెంటల్ అండ్ టెక్నలాజికల్ రీసెర్చ్) యొక్క డిపాజిటెడ్ సిలికాన్ డివైజెస్ గ్రూప్, ఫోటోవోల్టాయిక్ సోలార్ ఎనర్జీ యూనిట్ సహకారంతో దర్యాప్తు చేస్తున్నాము.
CIC energiGUNEలోని సెల్ ప్రోటోటైపింగ్ రీసెర్చ్ గ్రూప్‌లో పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకురాలు మార్టా కాబెల్లో విషయంలో, పరిశ్రమ యానోడ్‌లలో 5 మరియు 8% మధ్య చాలా తక్కువ మొత్తంలో సిలికాన్‌ను ఎలా ఉపయోగించిందని ఆమె హైలైట్ చేసింది. మరియు ఇది యూరోపియన్ ప్రాజెక్ట్ 3beLiEVeలో సంస్థ యొక్క భాగస్వామ్యాన్ని హైలైట్ చేస్తుంది, “ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల కోసం భవిష్యత్ మార్కెట్‌లో యూరోపియన్ బ్యాటరీ మరియు ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ యొక్క స్థానాన్ని బలోపేతం చేయడం మరియు మొదటి తరం బ్యాటరీల సరఫరా మరియు సరఫరా చేయడం దీని లక్ష్యం. ఐరోపాలో రూపొందించబడింది మరియు తయారు చేయబడింది. ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో యానోడ్ మెటీరియల్‌లో సిలికా పరిచయం పరిశోధించబడుతుంది.
అలవా టెక్నాలజీ పార్క్‌లో ఉన్న కేంద్రం యొక్క ఈ అభివృద్ధి, మరొక అత్యుత్తమ యూరోపియన్ ప్రాజెక్ట్ గ్రాఫేన్ ఫ్లాగ్‌షిప్ కోర్ 2లో పాల్గొనడం ద్వారా ముందుగా జరిగింది, “ఇక్కడ గ్రాఫేన్‌తో కలిపి సిలికాన్ యానోడ్‌లపై పరిశోధన జరిగింది, దాని కోసం ఈ పదార్థాల కలయికను స్కేల్ చేయడానికి నిర్వహించడం జరిగింది. ఉత్పత్తి ద్రవ్యరాశి".
న్యూ టైమ్స్
సుస్థిరత ఫలితంగా, బ్యాటరీ శక్తి సాంద్రత పెరగడం వల్ల ఒకే ఛార్జ్‌పై ఎక్కువ కిలోమీటర్లు ఆదా చేసే సామర్థ్యం ఉన్న బ్యాటరీలతో ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలను కలిగి ఉండటం సాధ్యమవుతుందని కాబెల్లో పేర్కొన్నాడు: సిలికాన్ యానోడ్‌లలోని ఇండస్ట్రియల్ బేస్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు కనిష్టానికి తగ్గించబడ్డాయి, ఈ యానోడ్‌ల తయారీ మరియు ప్రక్రియ సాధారణంగా ఉపయోగించే సేంద్రీయ ద్రావకాల నుండి దూరంగా సజల మాధ్యమంలో నిర్వహించబడుతుంది, ఇవి విషపూరితమైనవి మరియు బ్యాటరీల భద్రతను తగ్గిస్తాయి.
మొత్తం బ్యాటరీ విలువ గొలుసును కవర్ చేసే రెండవ పాన్-యూరోపియన్ పరిశోధన మరియు ఆవిష్కరణ ప్రాజెక్ట్ (IPCEI)లో ఎంపిక చేయబడిన లిటిల్ ఎలక్ట్రిక్ కార్స్‌తో కలిసి స్పానిష్ కంపెనీ ఫెర్రోగ్లోబ్‌ను రూపొందించడం మరో ముఖ్యాంశం.
సిలికాన్ మెటల్ మరియు సిలికాన్-మాంగనీస్ ఫెర్రోఅల్లాయ్‌ల యొక్క ప్రపంచంలోని ప్రముఖ ఉత్పత్తిదారు, ఇది డైనమిక్ మరియు వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న మార్కెట్లలో సోలార్, ఆటోమోటివ్, కన్స్యూమర్ ప్రొడక్ట్స్, కన్స్ట్రక్షన్ మరియు ఎనర్జీ సెక్టార్ వంటి ప్రపంచవ్యాప్తంగా కస్టమర్ బేస్‌ను కలిగి ఉంది, స్పెయిన్, ఫ్రాన్స్, నార్వేలో తయారీ ప్లాంట్లు ఉన్నాయి. , దక్షిణాఫ్రికా, యునైటెడ్ స్టేట్స్, కెనడా, అర్జెంటీనా మరియు చైనా (26 ఉత్పత్తి కేంద్రాలు, ప్రపంచవ్యాప్తంగా 69 ఫర్నేస్‌లు మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా 3400 మంది ఉద్యోగులు) .
దాని ఇన్నోవేషన్ మరియు R&D సెంటర్‌లో (సబోన్, లా కొరునాలో), స్పెయిన్‌లోని ఏకైక సిలికా మెటలర్జికల్ ఫ్యాక్టరీతో కలిసి, ఫెర్రోగ్లోబ్ లిథియం యానోడ్ కోసం సిలికాన్ పౌడర్ (మైక్రోమెట్రిక్ మరియు నానోమెట్రిక్) అభివృద్ధి కోసం వ్యూహాత్మక ఆవిష్కరణ ప్రణాళికను ప్రారంభించింది. -అయాన్ బ్యాటరీలు. "కంపెనీ (వారు ఎత్తిచూపారు) ఆటోమోటివ్ మరియు మొబిలిటీ పరిశ్రమ ఎదుర్కొంటున్న ప్రస్తుత సవాలుకు పరిష్కారాలను అందించాలని కోరుకుంటుంది, ఉదాహరణకు మరింత స్థిరమైన మరియు వాతావరణ-తటస్థ సాంకేతికతల వైపు పరివర్తనను ప్రోత్సహించడం. ఈ సందర్భంలో, బ్యాటరీలు ఈ మార్పుకు కీలకమైన సాంకేతికత, అయితే వాటిని తయారు చేయడానికి అవసరమైన అధునాతన పదార్థాల సరఫరాను నిర్ధారించడం అవసరం. లాభదాయకత మరియు స్థిరత్వం మధ్య సంబంధాన్ని విశదీకరించడానికి మొదటి దశాబ్దంలో సిలికాన్ ముఖ్యమైన పదార్థాలలో ఒకటిగా స్థాపించబడిన అంతర్జాతీయ దృశ్యం.
