OCSiAlaz egyetlen vállalat, amely méretezhető technológiát birtokol a grafén ipari szintéziséhez
A cég gyártó létesítményei és kutatóbázisa Novoszibirszkben található, valamint a grafén nanocsöveken alapuló anyagok és technológiák prototípus-készítési központja – a TUBALL CENTER.
Ma az OCSiAl egy globális vállalat,minden kontinensen működik. Regionális kirendeltségek Európában, az USA-ban, Koreában, Kínában (Senzen, Sanghaj), Hongkongban és Oroszországban, képviseleti irodák Mexikóban, Izraelben, Japánban, Indiában, Ausztráliában, Németországban és Malajziában működnek. Saját irodái és képviseleti irodái mellett az OCSiAl-nak 45 országban vannak partnerei és forgalmazói. Az OCSiAl több mint 450 alkalmazottat foglalkoztat 16 országból. A K+F vállalat több mint 100 tudóst foglalkoztat.
Fotó jóvoltából az OCSiAl
500 kilogrammtól 75 tonnáig
Az egyfalú szén nanocsöveket használjáklítium-ion akkumulátorok gyártása mobiltelefonokhoz és más eszközökhöz, rugalmas érintőképernyők, gumiabroncsok és egyéb autóalkatrészek, önterülő padlók, sporteszközök, elektromos járművekhez használt akkumulátorok és még sok más. Még azt is mondhatnád: a méret kicsi, de a jelenléte széles. Az ilyen nanocsövek ötször könnyebbek, mint a réz, 100-szor erősebbek, mint az acél, és akár 1000 ° C hőmérsékleten is ellenállnak, és hozzáadásakor még a legkisebb arányban is javítják az anyag tulajdonságait. Például, ha 0,001% -os egyfalú nanocsöveket ad a betonhoz, az azonnal 50% -kal erősebbé válik.
2013-ban az OCSiAl elindította az elsőtilyen grafén nanocsövek gyártására szolgáló létesítmény, a Graphetron 1.0. A márka a TUBALL nevet kapta. Egy évvel később a létesítmény már 500 kg nanocsövet szintetizált, és 2019-re a termelés elérte az évi 25 tonnát.
A második Graphetron 50 telepítés felépítése2016-ban indult. 2019-ben teszt üzemmódban dolgozott, és csak most ért el 50 tonnás gyártási kapacitást. Most az OCSiAl 75 tonna egyfalú grafén nanocsöveket képes előállítani. A kapott mennyiségek kolosszálisak, különösen összehasonlítva a grafén nanocsövek előállításának idegen kísérleteivel. De nem minden olyan egyszerű - vannak bukások, amelyek magyarázzák a versenytársak sikertelenségét.
Grafén nanocsöveka szén allotróp módosulata,amely egy atom vastagságú grafénlapok hengerré hengerelve, és a csövek különösen erősek és rugalmasak. Ezeket háromféleképpen szintetizálják a telepítésekben:
- grafit elektródák felhasználásával;
- grafitcél lézeres párologtatásával;
- gázok kémiai reakcióján keresztül - széntartalmú és segédanyag.
A mikroelektronikában, műanyagok, autóalkatrészek és sok más anyag gyártásában használják őket.
Szén nanocsövek
Fotó: wikipedia.org
Kísérlet nanocsövek tömegtermelésérea grafénből az elsők között vállalta a német Bayer gyógyszeripari társaságot. A 60 tonnát évente termelő kísérleti üzem 2007-ben indult, és 2010-ben a teljes termelés elindult, a tervek szerint évente 500 tonnát termelnének. A csöveket magas hőmérsékleten széntartalmú gázból végzett katalízissel szintetizáltuk, de csak többfalú - nem grafén, hanem grafitcsöveket - kaptunk. A grafit nem volt annyira erős és rugalmas, mint a grafén, nehéz volt és drága a csövek rétegekké történő szétválasztása, így a Bayer termékek nem voltak nagy keresletűek, és 2013-ban a cég bezárta a projektet.
A francia Arkema cég tervezteévente 400 tonna nanocsöveket állít elő; kínai CNano - 500 tonna. A világon mintegy 40 szervezet próbált megnyitni a tömegtermelést, ám mindegyik kiadásban nem tudtak beszerezni egyfalú csöveket.
Jelenleg ezeket továbbra is a japán Zeon cég gyártja, de évente mintegy tonna csövet gyárt, és kilogrammonként 10 dollárért értékesít.
Jurij Koropachinsky szerint az anyag hasonló aragacsos fekete web. Tízszer nehezebb, mint a levegő, és százszor könnyű, mint a víz. Különleges módon nemcsak szintetizálni, hanem szállítani is kell. A telepítés nem csak egy reaktor, hanem egy robot üzem, amely minden műveletet függetlenül végrehajt. A kész zúzott anyagot egy külön tartályba küldik, a ciklus végén.
Ötletek országa, a boldogság telefonja és 2 millió dollár
A 2000-es évek közepén Jurij Koropachinsky döntöttpihenjen számos üzleti projektjétől, eladta az összes vagyonát, és elment Ausztráliába. A kapott pénzeszközök elegendőek voltak ahhoz, hogy kényelmesen dolgozzanak és jól éljenek, de 2006-ban úgy döntött, hogy visszatér az üzleti életbe, mert azt gondolta: a munkanélküli apa rossz példája a fiának.
Jurij Koropachinsky– az OCSiAl társalapítója és elnöke.Üzleti karrierje megkezdése előtt a biofizika tudományos kutatásában vett részt, a Szovjetunió Tudományos Akadémia Szibériai Kirendeltségén dolgozott. Első kockázati tőketársaságát az 1990-es évek elején hozta létre. Egyik beruházási projektjéből (20 ezer alkalmazottat foglalkoztató, 230 millió dolláros árbevételű mezőgazdasági gépeket gyártó cég) 2004-ben sikeres kilépés után megalakította az SM.Group céget, amely ígéretes high-tech startupokba fektetett be, majd 2012 óta a szén nanoanyagokra összpontosított, ami az OCSiAl megalkotásához vezetett.
Koropachinsky összegyűjtötte üzleti partnereitkorábbi projektek - Jurij Zelvensky és Oleg Kirillov - és Novoszibirszkbe mentek. Be akarta fektetni egy csúcstechnológiai üzletbe. A RAS ülésén résztvevő Jurij bejelentette, hogy eredeti ötleteket keres.
Jurij Koropachinsky
Fotó jóvoltából az OCSiAl
A végső ötlet azonban a csapatA vállalkozók három évig jártak. Az OCSiAl jövőbeli alkotói találkoztak Novoszibirszk, Tomszk, Krasznojarszk és Irkutszk 23 kutatóintézetének tudósával. Az egyes intézeteknél a csoport felkérte a vezetést, hogy szervezzen találkozót azokkal a tudósokkal, akik a legeredetibb találmányaikkal rendelkeztek. Ezen a találkozón az üzletemberek azt kérdezték: mit tudsz csinálni a legjobban, vagy amit senki más nem tud? Ha erre a kérdésre adott válasz volt, akkor a témát tovább tárgyalták.
Tehát az ötletkeresők 1500 választási lehetőséget fontolóra vettek,364 fizikai, kémiai és biológiai projektet különítettek el, amelyekben kevés pénzt fektettek be a megvalósíthatóságuk és a potenciális piac kutatására. „Nagyon szórakoztató projektek voltak köztük” - emlékszik vissza Jurij Koropachinsky. - Például egy tudós telefonált öröm telefonjára, sőt még az Orosz Föderáció Kommunikációs Minisztériumának visszaigazolását is kapott. Megkérdeztem, hogy működik, és azt válaszolta: "Mint minden mobiltelefon, csak mindenki boldog, amikor elkezdenek beszélni rajta." Ennek eredményeként 2 millió dollárt költöttek el, 12 projektet átalakítottak a társaságban, ám ezek közül egyiket sem tudta Juri igazán egyedinek nevezni.
Akadémikus és nanocsövek
2009 - ben, a következő befektetői találkozón:Mihail Predtechensky, az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai ágának Termofizikai Intézet Termofizikai és Energiaügyi Nemzetközi Tudományos Központjának igazgatója Novoszibirszkbe jött. Addigra már 20 éve technológiákat fejlesztett az informatikai vállalatok (HP, Samsung) és a gázipar számára (AirProducts). Ugyanazon a kérdésre, hogy mit tud csinálni, Mikhail válaszolt: „Így van”, és javasolta a probléma más megbeszélését: „Mondja el nekem, mit akar szerezni, és én áttöréses technológiát készítek.”
Mihail Predtechensky és Anatoly Chubais
Fotó jóvoltából az OCSiAl
Hosszú beszélgetések eredményeként a tudós ésa vállalkozók úgy döntöttek, hogy dolgozniuk kell az anyagok átalakításával. 2009 decemberében, a projektekről folytatott rendszeres beszélgetés során, Mihail Predtechensky elmondta, hogy tudja, hogyan kell nanocsőket létrehozni. Könnyen elmondta, hogy nagyon könnyűek, de tartósak, és sok anyag minőségét javítják. Csak egy volt mínusz - az egyfalú szén nanocsöveket kis mennyiségben csak laboratóriumban állították elő, tehát nagyon drágák. Michael azt javasolta, hogy ezeket a csöveket ipari méretben állítsák elő.
Tehát 2010 februárjában megnyílt az OCSiAl cég, amely Mihály Predtechensky módszere szerint grafén nanocsöveket készít.
Végzetes fekete pontok és chubais
Predtechensky csöveket kezdett plazmában készítenigenerátor, amit szintén ő talált ki. Az összes generátor, amellyel korábban dolgozott, gyorsan kiégette az elektródáját. Maga a gyártási technológia az OCSiAl üzleti titka marad. Nehéz őket ezért hibáztatni - a piacon nagy a verseny, és az egyedi termékek birtoklása nagy előnyökkel jár.
Plazmagenerátor- olyan műszaki berendezés, amelyben elektromos árammal plazmát állítanak elő, és anyagok feldolgozására használják.
Mihailnak az volt az ötlete, hogy megpróbálja megtennifolyékony elektródák, mert a folyadék nem korrodálódik. Arkot indított a fürdőkádak között, amelyben olvadék volt, a fém megolvadt, pocsolyák kiderültek, és az ív bezárt. A folyékony elektródákkal ellátott generátor bármikor bármilyen anyaggal működhet. Mihail Predtechensky éppen ezt az eszközt készítette grafén nanocsövek készítéséhez, amelyek hivatalos neve SWCNT (az angol egyfalú szén nanocsövekből - „egyfalú szén nanocsövek” - „High Tech”).
OCSiAl laboratórium
Fotó jóvoltából az OCSiAl
Hivatalosan a grafén 2004-ben nyitottnak tekinthető. A felfedezők Andrei Geim és Konstantin Novosyolov fizikusok, akik érte a Nobel-díjat. Valójában ezt az anyagot a 20. században írták le. 1952-ben Leonid Radushkevich fizikus-vegyész nanoszövekből mikroszkopikus képeket kaptunk a szintézis után. És 1977-ben a Szovjetunió Tudományos Akadémia Szibériai ágának Katalízis Intézetének tudósai a dehidrogénező katalizátorokkal végzett kísérletek során mikroszkóp alatt szénhidrogéneket fedeztek fel. 1991-ben az ilyen nanocsövek felfedezését Sumio Iijima japán fizikus írta.
Mint már említettük, a technológia teljes leírásátTitokban tartottuk, de az általános elv a következő: a generátor hordozón nanorészecskék képződnek, amelyek szénhidrogének (metán és hasonló gázok) gázában repülnek, legalább 1000 ° C-ra melegítve. Mindegyik nanorészecskén növekszik egy grafén nanocső. A szintézis a telepítésen belül zajlik.
A gyártás szabadalmaztatott. A tömegtermelés fő elve az volt, hogy a termékek árát 1-2 dollárra csökkentse.
Szintetizáltak többfalú szén nanocsövekgyorsabb és könnyebb, de vezetőképességük, rugalmasságuk és szilárdságuk sokkal alacsonyabb, mint az egyfalúaké, ami azt jelenti, hogy ezeket nagy mennyiségben kell hozzáadni az anyaghoz: ha az egyfalú nanocsövek századszázalékai elegendőek az anyag tulajdonságainak javításához, akkor a többfalúak több tíz százalékot igényelnek. Ezenkívül kiderült, hogy a többrétegű csöveket az anyagokhoz nehéz hozzáadni. Ezek szorosan összekapcsolt csövek kusza, amelyeket nehéz és drága szétszerelni, és a lecsépelt csövekből származó por nem biztosítja az anyagok számára a szükséges vezetőképességet és szilárdságot, ezért nem sokat vásároltak. Ezért a többrétegű csöveket gyártó OCSiAl versenytársai (Bayer, Arkema és mások) kénytelenek voltak termelésük csökkentésére, mivel ennek jövedelmezősége nem volt lehetséges.
Anatolij Chubais
Fotó jóvoltából az OCSiAl
Az első rész szintéziséről Michael installációjábanAz előfutár egy hónapot hagyott el. Kissé kiderültek - néhány fekete folt a szűrő fehér alapján, de egy speciális mikroszkóp kimutatta, hogy ezek egyfalú csövek. Az elkövetkező két évben az OCSiAl 20 millió dollárt járult hozzá a fejlesztéshez, de kiterjedtebb beruházásokra volt szükség, és 2011-ben Jurij egy „foltos” szűrővel a Rusnano vezetőjéhez, Anatolij Chubaishoz ment.
Csubais engedett a képviselő bizalmánakOCSiAl. Rusnano 20 millió dollárt fektetett be – ez volt az első harmadik féltől származó befektetés. E befektetések felhasználásával a cég megépítette az első szintézis installációt, a Graphetron 1.0-t az alapítók szülőföldjén, Novoszibirszkben.
Mászó
Külön nehézség volt a vásárlók megtalálása. „Nagyon sok erőfeszítést és pénzt igényel” - panaszkodik a cég alapítója. - De be kell mutatni a potenciális vásárlónak a nanocsöveknek a termékekre gyakorolt hatását. Hogyan csináljuk? Felvesszük az anyagot, adjuk hozzá a nanocsövek tízezredét, és teljesen más anyagot kapunk. "
A nanocsövek egyenletesen oszlanak el az anyagbanés hozzon létre egy megerősítő és vezető hálózatot. Például, ha egyfalú nanocsöveket ad hozzá az anyaghoz, amelyből lítium-ion akkumulátorokat készítenek, akkor az jobban képes vezetni az elektromos áramot, ami azt jelenti, hogy az akkumulátorok hosszabb ideig töltődnek.
Az első hirdetési lépés az volt, hogy ingyenesen küldték elminták a különféle anyagok gyártóinak. Egy grammot több ezer orosz és külföldi társaságnak küldtek, sokan érdeklődtek és reagáltak. Az első CNT-t egy koreai vállalat vásárolta meg, hogy növelje a kompozitok és a vezető bevonatok szilárdságát. Az OCSiAl vezetõi felismerték, hogy a promóció csak akkor lesz hatékony, ha megmutatják, hogy mi eredményez egyszeres falú csöveket az anyagokhoz. A Graphetron mellett a cég prototípus-központot nyitott, ahol különféle anyagok gyártását kezdte meg, ideértve a grafén nanocsöveket is.
Egyfalú szén-gumiabroncs
Fotó jóvoltából az OCSiAl
Például a vállalati tudósok kifejlesztettek egy technológiátömlesztett padlókat készített a CNT-vel és ingyenesen átadta a gyártó vállalatoknak, amelynek eredményeként az ilyen padlók 80% -át Oroszországban hozzák létre. Az olyan anyagok ömlesztett padlói, amelyekbe egyfalú szén nanocsöveket adnak, jó elektromos vezetőképességgel rendelkeznek, ráadásul a nanocsövek nem változtatják meg az anyagok színét, viszkozitását és szórhatóságát, tehát az anyagfogyasztás az ömlesztett padlók gyártásakor nem növekszik.
Hasonlóan fejlett technológiaüvegszálas csövek és edzett aszfalt. Ha CNT-t adunk hozzá annak a gyantának, amelyből üvegszálas üvegszálas csöveket készítenek, az anyag mennyisége és egyenletes vezetőképessége megnő, ami csökkenti a robbanásveszélyes iparban (például a széniparban) bekövetkező balesetek kockázatát, és a csövek 15% -kal erősebbé válnak. A bitumentartalmú szén nanocsövekből származó aszfaltbeton 67% -kal ellenállóbbá válik a rozsdásodásra, és 67,5% -kal jobban ellenáll a repedésnek.
Kezdetben a nanocsöveket formában állították előpor, de az OCSiAl laboratóriumok elkezdték koncentrátumok és szuszpenziók gyártását az anyagokhoz való könnyebb hozzáadás érdekében. Az OCSiAl második jelentős terméke a TUBALL MATRIX koncentrátumok és szuszpenziók, amelyek diszpergált nanocsöveket tartalmaznak. Meglehetősen nehéz nanocsövekkel port hozzáadni az anyagokhoz, és egyenletesen elosztani bármilyen anyagon, és az egyenetlen eloszlás nem eredményezi a CNT hozzáadásának hatását. Ezért az OCSiAl szakemberei úgy döntöttek, hogy koncentrátumokat és szuszpenziókat készítenek már elosztott nanocsövekkel. Erre a célra egy speciális ultrahangos installációs TUBBOX került kifejlesztésre, amely felváltva alkalmaz mechanikus és ultrahangos diszperziós eljárásokat. A mechanikus diszperzió homogén keverékeket hoz létre, míg az ultrahangos diszperzió nanoméretű nanocsövek kötegeit különálló objektumokra választja szét.
Az anyaghoz hozzáadott 0,01% TUBALL egyenletesen oszlik el a mátrixon, és megerősítő és elektromosan vezető tulajdonságokkal rendelkező háromdimenziós hálózatot hoz létre.
Az OCSiAl elsősorban piacorientáltlítium-ion akkumulátorok, amelyekben nanocsöveket adnak a szilícium anódokhoz, a gumiabroncsok, aszfaltfelületek, kompozitok és bevonatok piaca. 2019-ben a termékeket az orosz Eco Group cég vásárolta meg, és aszfalthoz adták: ragasztó adalékok segítségével 0,025%-os nanocsöveket vittek a bitumenbe, és aszfaltbetonhoz adták. Az M4 Don szövetségi autópálya egy szakaszát új anyaggal fektették le, a jövőben nanocsövekből készült bevonattal tervezik az úthálózatot.>
Azok között, akik már használják a TUBALL-t, oroszulaz Unicom-Service vállalat, amely poliuretán tengelyeket gyárt szállítószalagokhoz (a TUBALL MATRIX koncentrátum 0,3%-át ad hozzá az antisztatikus tulajdonságok érdekében), az olajfúró fúrótornyokhoz való fúrószárakat kínai gyártó Orient Energy & Technology Ltd (a koncentrátum 1,7% -át adják a gumihoz a fúrók állórészének rugalmassága érdekében), az "Ekran" üvegtartályok orosz gyártója (nanocsöveket ad a folyadékhoz permetezéshez).
Oroszországban a potenciál csak 2% -a voltügyfelek, így az OCSiAl fióktelepeket nyitott az USA-ban, Európában és Ázsiában. Jelenleg a cégnek 600 állandó ügyfele van szerte a világon, több mint 2000 vállalat tesztel nanocsöveket, a termékek több mint 90% -át exportálják.
Egyszarvú és új korszak
2019-ben az A&NN befektetési csoport megvásárolta0,5%-os részesedéssel, és milliárdra értékelte az üzletet. Ennek köszönhetően az OCSiAl bekerült az úgynevezett unikornisok listájára – olyan új cégek közé, amelyek még nem lépték túl a veszteségeket, de már megkapták az 1 milliárd dolláros piaci értékelést.
Anatolij Chubais és Jurij Koropachinsky
Fotó jóvoltából az OCSiAl
A Graphetron 50 megnyitóján Anatoly Chubais mondta: „Az OCSiAl az emberi anyagok új korszakát hozza létre. Ezek az egyfalú szén-allotrop fantasztikus tulajdonságai, amelyek szinte bármilyen anyaghoz hozzáadva növelik az szilárdságot és az elektromos tulajdonságokat. A mai napon csak megtették annak az útnak a kezdetét, amelyen a globális anyagok globális frissítése áll a világ valós szektorában. Amikor egy fiatal, zaklatott és agresszív üzletember felkeresett engem, belenéztem az őszinte szembe, és úgy döntöttem, hogy elérheti ezt.
A társaság jelenleg 45 képviselteti magátEurópa és Ázsia országai. Ezzel egy időben megnyílt a központi iroda Luxemburgban. 2023-ra az OCSiAl ott tervezi egy évente 100 tonna termelőreaktor építését, valamint reaktorokat épít az összes fejlett országban.
„Az OCSiAl valójában egy luxemburgi társaság,Juri magyarázza. - A szellemi tulajdon védelme érdekében meg kell érteni az angol jogot, a fogyasztókra és a befektetőkre kell összpontosítani szerte a világon. Az Egyesült Államok és Európa termékeink 25% -át fogyasztják, így a termelést közelebb helyezzük a fő fogyasztóhoz. Ezenkívül a nagyvállalatok különféle országokból szeretnék ellátást kapni. Ezért különféle helyekre van szükségünk. "
Lásd még:
– A COVID-19 új mutációja nyolcszor gyorsabban fertőz meg egy embert, és az immunrendszer nem „látja”
— Nézd meg az óriási cápát, amely ugyanilyen óriási tintahaltól szenvedett!
— A női petesejt képes „kiválasztani” a spermát: tulajdonosának semmi köze hozzá