"Rusland slog Japan i udviklingen af højteknologiske råvarer." Efter at have læst denne sætning kan jeg blive mistænkt for forfalskning. Råvarebranchen er et vigtigt område, hvor Japan i dag er meget konkurrencedygtig. Der er for det meste negative anmeldelser om russiske råvarer, men i produktionen af et materiale lykkedes det stadig Rusland at omgå os,”skriver Kotaro Watanabe.
Rusland besejrede Japan i udviklingen af højteknologiske råvarer …
Efter at have læst denne sætning kan jeg blive mistænkt for forfalskning. Råvarebranchen er et vigtigt område, hvor Japan i dag er meget konkurrencedygtig. Mange japanske produkter er på toppen af verdensranglisten: højstyrkestål, kulfiber, legeret stål og så videre.
På samme tid, som for den russiske råvarebranche, er produkter af høj kvalitet sjældne: titan kan kaldes offhand, men for det meste har det dårlige anmeldelser.
For eksempel kan det russiske galvaniserede metalplade, der bruges i bilindustrien, ikke sammenlignes med japanerne. Faktisk er russisk metal blot belagt med et lag af zink. Hvis du bøjer det lidt, forlader zinken. Problemet er ikke kun zink. Pladenes tykkelse opretholdes ikke; der er også mange urenheder i metallet.
Det er umuligt at fremstille et højkvalitetsprodukt af sådant metalplade. I Rusland er det helt urealistisk at opnå japansk kvalitet. En af grundene hertil er råstofindustriens svage kapacitet.
Med hensyn til udviklingen af carbonananorør, der øger ydeevnen for lithium-ion-batterier, der bruges i elektriske køretøjer, ser det ud til, at russiske produkter virkelig har omgået japanske.
Carbon-nanorør er blevet et længe ventet nyt materiale med høj kapacitet og densitet.
Salgsfremmende video:
Ikke desto mindre var dette materiale meget dyrt: flere titusinder af yen pr. Gram; ti gange dyrere end råt guld. Det var umuligt at fremstille produkter af sådant materiale til en acceptabel pris, så ingen kunne finde anvendelse til det.
Og pludselig udviklede den russiske filial af Oksial (OCSiAl) en metode til fremstilling af kulstofnanorør til en pris af 300 yen pr. Gram. Faktisk blev der oprettet et logistiksystem, og salget begyndte til den angivne pris.
Hvad er carbon nanorør
Carbon-nanorør er rør i molekylstørrelse, rullet op af kulstofatomer.
Som det kan ses af kulstofkrystallen har carbonatomet stærke interatomiske bindinger, som materialet har så fysiske egenskaber som styrke og så videre.
Nanorør i kulstof tåler strømme tusind gange større end kobber; har en varmeledningsevne på cirka syv gange kobberens; deres styrke er 8 til 80 gange så stor som kulfiber.
Som navnet antyder er disse rør i nano-størrelse, så de kan ikke bruges alene. Da de imidlertid har avancerede fysiske egenskaber, kan tilføjelse af dem forbedre ydeevnen af det endelige materiale.
Hvis du f.eks. Tilsætter kulstofananrør til plast, kan det lede elektricitet.
Da meget lidt tilsættes, forbliver den klare plast gennemsigtig. Det ligner almindelig plast, men den leder elektricitet.
I øjeblikket er de største forventninger knyttet til forbedring af ydeevnen for anden generation af batterier til elektriske køretøjer. Kulstof nanorør leder elektricitet godt. De er lange og ikke særlig brede. Rørene danner sammenkoblinger, der letter dannelsen af en ledning for elektrisk strøm.
Når de sættes til et pulver, forbinder de partiklerne ved ledning. Ved at tilføje carbon nanorør til det materiale, hvorved lithium-ion-batterier er fremstillet, kan batteriets ydelse forbedres ved at lade partiklerne lede bedre.
Derudover udvikler det japanske nationale institut for materialevidenskab og Agenturet for Videnskab og Teknologi en anden type batteri: lithium-luftbatterier, der bruger kulstofananorør i katoden. Kapaciteten til sådanne batterier er 15 gange så stor som lithium-ion-batterier. Forskning udføres i samarbejde med SoftBank.
En kemisk reaktion i batteriet fremmer akkumulering af partikler, der hindrer strømmen af elektrisk strøm.
Carbon-nanorør skifter form og akkumulerer sådanne partikler, men fordi de har evnen til at danne kanaler, gennem hvilke elektricitet lettere kan passere, understøtter de strømmen af elektricitet inde i batteriet. Denne egenskab ved carbon nanorør giver en stor batterikapacitet.
Tidligere var det kendt, at carbonananorør kan forbedre ydeevnen for forskellige produkter, men de blev ikke brugt på grund af omkostningerne ti gange prisen på guld.
På trods af det faktum, at en lille mængde kulstofnanorør kan forbedre de fysiske egenskaber, øger deres tilsætning til råmaterialer produktets omkostninger markant og overstiger endda meget prisen på udgangsmaterialet.
Der er to typer kulstofnanorør: enkeltvægget og flervægget. Enkellagsprestationer er bedre end multilagspriserne, men deres pris var for høj. I denne henseende blev der udført forskning inden for metoder til fremstilling af billige enkeltvæggede carbonananorør.
I Japan udføres lignende forskning af organisationen New Energy and Industrial Technology Development med deltagelse af virksomheder som Zeon Corporation og så videre. Dette projekt er under regeringskontrol.
Den japanske udvikling endte ikke i fiasko
Effektiviteten er steget tre tusind gange i forhold til den originale metode. Japan er nu i stand til at producere enkeltvæggede carbonananorør 500 gange længere. Oprindeligt kostede monosyllabiske rør flere titusinder af yen pr. Gram, men nu fremstilles de til en pris på 1000-2000 yen pr. Gram. Derudover er japanske enkeltvæggede carbonananorør overlegne i russiske prøver i renhed.
Ikke desto mindre har den russiske Oksial (OCSiAl) udviklet en teknologi til påføring af enkeltvæggede carbon nanorør på pulveriseret metal. Det fremstiller enkeltlagsslange til 300 yen pr. Gram. Japanske prøver er renere, men tre gange dyrere.
Desværre for japanske nano-rør med enkeltvægget er denne renhed ikke påkrævet til produktion i øjeblikket.
(Da japanske nanorør er kendetegnet ved renhed, hvis elektroniske komponenter udvikles, der kræver en sådan renhed, vil værdien af japansk design stige dramatisk.)
Enkeltvæggede carbonananorør findes for at øge styrken, den elektriske ledningsevne og den termiske ledningsevne af et materiale, og derfor kræves disse egenskaber af dem. Selv hvis de indeholder urenheder, betyder det ikke en negativ indvirkning på sådanne egenskaber.
Tilsyneladende er Oxial-produkter tilstrækkelige til at øge ydeevnen for lithium-ion-batterier. Det russiske virksomheds logistiksystem, ifølge hvilket det tilbyder enlags rør til en pris af 300 yen pr. Gram, udvikler sig gradvist.
Derudover kan Japan ikke levere denne type produkter til en så lav pris. Vi kan sige, at de russiske enkeltvæggede carbon-nanorør i øjeblikket har besejret de japanske.
Arbejdet med et ingeniøranlæg i Tyskland.
Det er lykkedes Rusland at levere produkter, der ligner dem i Japan til tre gange prisen. Japansk forskning var effektiv, men russisk forskning var mere effektiv.
Generelt er niveauet for russisk industri og teknologi ikke højt nok, men hvis du søger omhyggeligt, kan du finde teknologier i Rusland, der er meget bedre end japanske. Dette gør Rusland interessant.
Vil Rusland begynde at producere førsteklasses produkter?
Så vil Rusland producere produkter, der overgår japanske produkter? Mest sandsynligvis ikke. Selv hvis vi forestiller os, at avancerede teknologier vil vises i Rusland, er der ingen mening i dem, hvis de ikke finder praktisk anvendelse.
Russisk industri er ikke kendetegnet ved dens store skala og diversificering. Selv hvis der vises nye teknologier, er det vanskeligt for dem at finde anvendelse i Rusland. Det er ikke let at innovere der i praksis.
Derudover kræves et niveau af teknologi og kvalitet over gennemsnittet for at producere produkter som biler, der kombinerer forskellige teknologier.
I denne forstand er Rusland meget dårligt afbalanceret. Selv hvis vi tager enkeltvæggede carbonananorør, er de i sig selv ikke slutprodukter, og derfor kræver deres kommercialisering en kombination med andre teknologier.
Faktum er, at i Rusland kan du finde teknologier i verdensklasse, svarende til kulstofnanorørene i OCSiAl-virksomheden.
Japan har fået succes med industrialiseringen og kommercialiseringen, så hvis den graver sig op og finder praktiske anvendelser til sådanne russiske teknologier, kan det resultere i et frugtbart samarbejde mellem Japan og Rusland.
Kotaro Watanabe