"Russland slo Japan i utviklingen av høyteknologiske råvarer." Etter å ha lest denne frasen kan jeg bli mistenkt for forfalskning. Råvarebransjen er et viktig område der Japan er svært konkurransedyktig i dag. Det er stort sett negative anmeldelser om russiske råvarer, men i produksjonen av ett materiale klarte Russland fortsatt å omgå oss, »skriver Kotaro Watanabe.
Russland beseiret Japan i utviklingen av høyteknologiske råvarer …
Etter å ha lest denne frasen kan jeg bli mistenkt for forfalskning. Råvarebransjen er et viktig område der Japan er svært konkurransedyktig i dag. Mange japanske produkter er på toppen av verdensrankingen: høyfast stål, karbonfiber, legert stål og så videre.
På samme tid, som for den russiske råvarebransjen, er produkter av høy kvalitet sjeldne: titan kan kalles offhand, men stort sett har det dårlige anmeldelser.
For eksempel kan ikke den russiske galvaniserte platen, som brukes i bilindustrien, sammenlignes med japanerne. Russisk metall er faktisk belagt med et lag med sink. Hvis du bøyer den litt, så forlater sink. Problemet er ikke bare sink. Tykkelsen på arkene opprettholdes ikke; det er også mange urenheter i metallet.
Det er umulig å lage et høykvalitetsprodukt av slikt metall. I Russland er det helt urealistisk å oppnå japansk kvalitet. En av grunnene er råvarebransjens svake kapasitet.
Når det gjelder utviklingen av karbon nanorør som øker ytelsen til litium-ion-batterier som brukes i elektriske kjøretøyer, ser det imidlertid ut til at russiske produkter virkelig har gått forbi japanske.
Karbon nanorør har blitt et etterlengtet nytt materiale med høy kapasitet og tetthet.
Salgsfremmende video:
Likevel var dette materialet veldig dyrt: flere titusenvis av yen per gram; ti ganger dyrere enn rått gull. Det var umulig å lage produkter av slikt materiale til en akseptabel pris, så ingen kunne finne noe bruk for det.
Og plutselig utviklet den russiske grenen av Oksial (OCSiAl) en metode for å produsere karbon nanorør til en pris av 300 yen per gram. Faktisk ble et logistikksystem opprettet og salget begynte til oppgitt pris.
Hva er karbon nanorør
Karbon nanorør er rør i molekylstørrelse rullet opp fra karbonatomer.
Som det fremgår av karbonkrystallen har karbonatomet sterke interatomiske bindinger, som materialet har så fysiske egenskaper som styrke og så videre.
Karbon nanorør tåler strømmer som er tusen ganger større enn kobber; ha en varmeledningsevne på omtrent syv ganger kobberens; deres styrke er 8 til 80 ganger karbonfiber.
Som navnet antyder er disse rørene i nanostørrelse, så det nytter ikke å bruke på egen hånd. Siden de har avanserte fysiske egenskaper, kan det imidlertid forbedres ytelsen til det endelige materialet ved å legge dem til.
Hvis du for eksempel legger til karbon nanorør i plast, kan det lede strøm.
Fordi veldig lite tilsettes, forblir den klare plasten gjennomsiktig. Det ser ut som vanlig plast, men det fører strøm.
For øyeblikket er de største forventningene knyttet til forbedring av ytelsen til andre generasjons batterier for elektriske kjøretøy. Karbon nanorør leder elektrisitet godt. De er lange og ikke veldig brede. Rørene danner sammenkoblinger som letter dannelsen av en ledning for elektrisk strøm.
Når de tilsettes et pulver, forbinder de partiklene ved ledning. Ved å tilsette karbon nanorør til materialet som litium-ion-batterier er laget av, kan batteriets ytelse forbedres ved å la partiklene lede bedre.
I tillegg utvikler Japanese Japanese Institute of Materials Science og Agency for Science and Technology en annen type batteri: litium-luftbatterier som bruker karbon nanorør i katoden. Kapasiteten til slike batterier er 15 ganger så mye som litium-ion-batterier. Forskning utføres i felleskap med SoftBank.
En kjemisk reaksjon i batteriet fremmer opphopning av partikler som hindrer strømmen av elektrisk strøm.
Karbon nanorør endrer form og akkumulerer slike partikler, men fordi de har muligheten til å danne kanaler som elektrisitet lettere kan passere gjennom, støtter de strømmen av strøm inne i batteriet. Denne egenskapen til karbon nanorør gir en stor batterikapasitet.
Tidligere var det kjent at karbon nanorør kan forbedre ytelsen til forskjellige produkter, men de ble ikke brukt på grunn av kostnadene ti ganger gullprisen.
Til tross for det faktum at en liten mengde karbon nanorør kan forbedre fysiske egenskaper, øker tilsetningen deres til råvarer kostnadene for produktet betydelig, og til og med overstiger prisen for startmaterialet.
Det er to typer karbon nanorør: envegget og flervegget. Enlagsutvikler bedre enn flerlags, men prisen var for høy. I denne forbindelse ble det utført forskning innen metoder for fremstilling av rimelige enveggede karbon nanorør.
I Japan blir lignende forskning utført av organisasjonen New Energy and Industrial Technology Development, med deltakelse fra selskaper som Zeon Corporation og så videre. Dette prosjektet er under myndighetskontroll.
Den japanske utviklingen endte ikke i fiasko
Effektiviteten har økt tre tusen ganger i forhold til den opprinnelige metoden. Japan er nå i stand til å produsere enveggede karbon nanorør 500 ganger lenger. Opprinnelig kostet monosyllabiske rør flere titusenvis av yen per gram, men nå er de produsert til en pris av 1000-2000 yen per gram. Dessuten er japanske enveggede karbon nanorør overlegne i russiske prøver i renhet.
Likevel har den russiske Oksial (OCSiAl) utviklet en teknologi for påføring av enveggede karbon nanorør på pulverisert metall. Den produserer enkeltlagsrør for 300 yen per gram. Japanske prøver er renere, men tre ganger dyrere.
Dessverre, for japanske enveggede karbon nanorør, er denne renheten ikke nødvendig for produksjon for øyeblikket.
(Siden japanske nanorør er preget av renhet, vil elektroniske komponenter som utvikles som krever slik renhet, øke verdien dramatisk.)
Envegget karbon nanorør eksisterer for å øke styrken, den elektriske ledningsevnen og den termiske ledningsevnen til et materiale, og derfor kreves det disse egenskapene. Selv om de inneholder urenheter, betyr ikke dette en negativ innvirkning på slike egenskaper.
Tilsynelatende er oksiale produkter tilstrekkelige til å øke ytelsen til litium-ion-batterier. Logistikksystemet til det russiske selskapet, ifølge hvilket det tilbyr enkeltlagsrør til en pris av 300 yen per gram, utvikler seg gradvis.
Dessuten kan ikke Japan levere denne typen produkter til en så lav pris. Vi kan si at for tiden har de russiske enveggede karbon nanorørene beseiret de japanske.
Arbeidet med et ingeniøranlegg i Tyskland.
Russland har lyktes med å levere produkter som ligner de i Japan til tre ganger prisen. Japansk forskning var effektiv, men russisk forskning var mer effektiv.
Generelt er nivået på russisk industri og teknologi ikke høyt nok, men hvis du søker nøye, kan du finne teknologier i Russland som er mye bedre enn japanske. Dette gjør Russland interessant.
Vil Russland begynne å produsere førsteklasses produkter?
Så vil Russland produsere produkter som overgår japanske? Sannsynligvis ikke. Selv om vi ser for oss at avanserte teknologier vil vises i Russland, vil det ikke være noe poeng i dem hvis de ikke finner praktisk anvendelse.
Russisk industri kjennetegnes ikke av sin store skala og diversifisering. Selv om nye teknologier dukker opp, er det vanskelig for dem å finne anvendelse i Russland. Det er ikke lett å innovere der i praksis.
I tillegg, for å produsere produkter som biler som kombinerer forskjellige teknologier, kreves et nivå av teknologi og kvalitet over gjennomsnittet.
Slik sett er Russland veldig dårlig balansert. Selv om vi tar enveggede karbon-nanorør, er de i seg selv ikke sluttprodukter, og derfor krever kommersialiseringen deres en kombinasjon med andre teknologier.
Faktum er at i Russland kan du finne teknologier i verdensklasse, som ligner på karbon nanorørene til OCSiAl-selskapet.
Japan har lykkes med industrialisering og kommersialisering, så hvis det graver seg opp og finner praktiske bruksområder for slike russiske teknologier, kan det føre til et fruktbart samarbeid mellom Japan og Russland.
Kotaro Watanabe
