„Rosja pokonała Japonię pod względem rozwoju surowców zaawansowanych technologicznie”. Po przeczytaniu tego zdania można mnie podejrzewać o fałszerstwo. Przemysł surowcowy to ważny obszar, w którym Japonia do dziś pozostaje wysoce konkurencyjna. Są w większości negatywne opinie o rosyjskich surowcach, ale w produkcji jednego surowca Rosja wciąż nas ominęła”- pisze Kotaro Watanabe.
Rosja pokonała Japonię w rozwoju zaawansowanych technologicznie surowców …
Po przeczytaniu tego zdania można mnie podejrzewać o fałszerstwo. Przemysł surowcowy to ważny obszar, w którym Japonia do dziś jest wysoce konkurencyjna. Wiele japońskich produktów zajmuje czołowe miejsca w światowych rankingach: stal o wysokiej wytrzymałości, włókno węglowe, stal stopowa i tak dalej.
Jednocześnie, podobnie jak w przypadku rosyjskiego przemysłu surowcowego, produkty wysokiej jakości są rzadkie: tytan można nazwać od ręki, ale najczęściej ma on złe recenzje.
Na przykład rosyjskiej blachy ocynkowanej, która jest używana w przemyśle motoryzacyjnym, nie można porównać z japońską. Rzeczywiście, rosyjski metal jest po prostu pokryty warstwą cynku. Jeśli trochę go zgniesz, cynk opuści. Problem nie dotyczy tylko cynku. Grubość arkuszy nie jest zachowana; w metalu jest również wiele zanieczyszczeń.
Niemożliwe jest wykonanie produktu wysokiej jakości z takiej blachy. W Rosji osiągnięcie japońskiej jakości jest całkowicie nierealne. Jednym z powodów są słabe możliwości przemysłu surowcowego.
Jednak w odniesieniu do rozwoju nanorurek węglowych, które zwiększają wydajność akumulatorów litowo-jonowych stosowanych w pojazdach elektrycznych, wydaje się, że rosyjskie produkty rzeczywiście ominęły japońskie.
Nanorurki węglowe stały się długo oczekiwanym nowym materiałem o dużej pojemności i gęstości.
Film promocyjny:
Niemniej jednak materiał ten był bardzo drogi: kilkadziesiąt tysięcy jenów za gram; dziesięć razy droższe niż surowe złoto. Niemożliwe było wykonanie produktów z takiego materiału w akceptowalnej cenie, więc nikt nie mógł znaleźć dla niego zastosowania.
I nagle rosyjski oddział Oksial (OCSiAl) opracował metodę produkcji nanorurek węglowych po cenie 300 jenów za gram. Istotnie, powstał system logistyczny i sprzedaż ruszyła po podanej cenie.
Co to są nanorurki węglowe
Nanorurki węglowe to rurki o rozmiarach molekularnych zwinięte z atomów węgla.
Jak widać z kryształu węgla, atom węgla ma silne wiązania międzyatomowe, dzięki czemu materiał ma takie właściwości fizyczne, jak wytrzymałość i tak dalej.
Nanorurki węglowe mogą wytrzymać prądy tysiąc razy większe niż miedź; mają przewodność cieplną około siedmiokrotnie większą niż miedzi; ich wytrzymałość jest od 8 do 80 razy większa niż w przypadku włókna węglowego.
Jak sama nazwa wskazuje, lampy te mają rozmiar nano, więc same w sobie nie mają sensu. Jednak ponieważ mają zaawansowane właściwości fizyczne, dodanie ich może poprawić wydajność końcowego materiału.
Na przykład, jeśli dodasz nanorurki węglowe do plastiku, może on przewodzić prąd.
Ponieważ dodaje się bardzo mało, przezroczysty plastik pozostaje przezroczysty. Wygląda jak zwykły plastik, ale przewodzi prąd.
Obecnie największe oczekiwania związane są z poprawą osiągów akumulatorów drugiej generacji do pojazdów elektrycznych. Nanorurki węglowe dobrze przewodzą prąd. Są długie i niezbyt szerokie. Rury tworzą wzajemne połączenia, które ułatwiają tworzenie przewodu dla prądu elektrycznego.
Dodane do proszku łączą cząsteczki na zasadzie przewodzenia. Dodając nanorurki węglowe do materiału, z którego wykonane są akumulatory litowo-jonowe, można poprawić wydajność akumulatora, umożliwiając lepsze przewodzenie cząstek.
Ponadto japoński Narodowy Instytut Materiałoznawstwa oraz Agencja ds. Nauki i Technologii opracowują inny typ baterii: baterie litowo-powietrzne wykorzystujące nanorurki węglowe w katodzie. Pojemność takich akumulatorów jest 15 razy większa niż akumulatorów litowo-jonowych. Badania prowadzone są wspólnie z SoftBank.
Reakcja chemiczna w akumulatorze sprzyja gromadzeniu się cząstek, które utrudniają przepływ prądu elektrycznego.
Nanorurki węglowe zmieniają kształt i gromadzą takie cząsteczki, ale ponieważ mają zdolność tworzenia kanałów, przez które łatwiej przepływa prąd, wspomagają przepływ prądu wewnątrz baterii. Ta cecha nanorurek węglowych zapewnia dużą pojemność baterii.
Wcześniej było wiadomo, że nanorurki węglowe mogą poprawiać działanie różnych produktów, ale nie były one używane ze względu na dziesięciokrotną cenę złota.
Pomimo tego, że niewielka ilość nanorurek węglowych może poprawić właściwości fizyczne, ich dodatek do surowców znacząco podnosi koszt produktu, a nawet znacznie przewyższa koszt materiału wyjściowego.
Istnieją dwa rodzaje nanorurek węglowych: jednościenne i wielościenne. Jednowarstwowe przewyższają wielowarstwowe, ale ich cena była zbyt wysoka. W związku z tym przeprowadzono badania w zakresie metod wytwarzania niedrogich jednościennych nanorurek węglowych.
W Japonii podobne badania prowadzi Organizacja Rozwoju Nowej Energii i Technologii Przemysłowych z udziałem takich firm jak Zeon Corporation i tak dalej. Ten projekt jest pod kontrolą rządu.
Japoński rozwój nie zakończył się niepowodzeniem
Wydajność wzrosła trzy tysiące razy w porównaniu z oryginalną metodą. Japonia jest teraz w stanie produkować jednościenne nanorurki węglowe 500 razy dłużej. Pierwotnie rury jednosylabowe kosztują kilkadziesiąt tysięcy jenów za gram, ale teraz są produkowane po cenie 1000-2000 jenów za gram. Ponadto japońskie jednościenne nanorurki węglowe mają lepszą czystość niż próbki rosyjskie.
Niemniej jednak rosyjski Oksial (OCSiAl) opracował technologię nanoszenia jednościennych nanorurek węglowych na sproszkowany metal. Produkuje jednowarstwowe rurki za 300 jenów za gram. Japońskie próbki są czystsze, ale trzy razy droższe.
Niestety, w przypadku japońskich jednościennych nanorurek węglowych ta czystość nie jest obecnie wymagana do produkcji.
(Ponieważ japońskie nanorurki charakteryzują się czystością, jeśli opracowane zostaną komponenty elektroniczne, które wymagają takiej czystości, wartość japońskich projektów dramatycznie wzrośnie.)
Jednościenne nanorurki węglowe istnieją w celu zwiększenia wytrzymałości, przewodności elektrycznej i przewodności cieplnej materiału, dlatego te właściwości są od nich wymagane. Nawet jeśli zawierają zanieczyszczenia, nie oznacza to negatywnego wpływu na takie właściwości.
Najwyraźniej produkty Oxial są wystarczające, aby zwiększyć wydajność akumulatorów litowo-jonowych. System logistyczny rosyjskiej firmy, zgodnie z którym oferuje rury jednowarstwowe w cenie 300 jenów za gram, stopniowo się rozwija.
Ponadto Japonia nie może dostarczyć tego typu produktu po tak niskiej cenie. Można powiedzieć, że obecnie rosyjskie jednościenne nanorurki węglowe pokonały japońskie.
Praca zakładu inżynieryjnego w Niemczech.
Rosji udało się dostarczyć produkty podobne do tych z Japonii po trzykrotnej cenie. Badania japońskie były skuteczne, ale badania rosyjskie były bardziej skuteczne.
Ogólnie rzecz biorąc, poziom rosyjskiego przemysłu i technologii nie jest wystarczająco wysoki, ale jeśli dobrze przeszukasz, możesz znaleźć w Rosji technologie znacznie lepsze od japońskich. To sprawia, że Rosja jest interesująca.
Czy Rosja zacznie produkować pierwszorzędne produkty?
Czy zatem Rosja będzie produkować produkty przewyższające japońskie? Najprawdopodobniej nie. Nawet jeśli wyobrazimy sobie, że zaawansowane technologie pojawią się w Rosji, nie będzie to miało sensu, jeśli nie znajdą praktycznego zastosowania.
Przemysł rosyjski nie wyróżnia się dużą skalą i dywersyfikacją. Nawet jeśli pojawiają się nowe technologie, trudno jest im znaleźć zastosowanie w Rosji. W praktyce nie jest łatwo wprowadzać innowacje.
Ponadto, aby wytwarzać produkty, takie jak samochody, które łączą różne technologie, wymagany jest poziom technologii i jakości powyżej średniej.
W tym sensie Rosja jest bardzo słabo zrównoważona. Nawet jeśli weźmiemy jednościenne nanorurki węglowe, to same w sobie nie są produktami końcowymi, dlatego ich komercjalizacja wymaga połączenia z innymi technologiami.
Faktem jest, że w Rosji można znaleźć wysokiej światowej klasy technologie, podobne do nanorurek węglowych firmy OCSiAl.
Japonia odniosła sukces w uprzemysłowieniu i komercjalizacji, więc jeśli wykopie i znajdzie praktyczne zastosowania dla takich rosyjskich technologii, może to zaowocować owocną współpracą między Japonią a Rosją.
Kotaro Watanabe