OCSiAl — единственная компания, владеющая масштабируемой технологией промышленного синтеза графеновых
De productiefaciliteiten en onderzoeksbasis van het bedrijf bevinden zich in Novosibirsk, evenals een centrum voor het prototypen van materialen en technologieën op basis van grafeennanobuisjes - TUBALL CENTER.
Tegenwoordig is OCSiAl een mondiaal bedrijf,actief op alle continenten. Er zijn regionale vestigingen geopend in Europa, de VS, Korea, China (Shenzhen, Shanghai), Hong Kong en Rusland, vertegenwoordigingskantoren in Mexico, Israël, Japan, India, Australië, Duitsland en Maleisië. Naast eigen kantoren en vertegenwoordigingen heeft OCSiAl partners en distributeurs in 45 landen. Bij OCSiAl werken ruim 450 medewerkers uit 16 landen. Het R&D-bedrijf heeft meer dan 100 wetenschappers in dienst.
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
Van 500 kilogram tot 75 ton
Enkelwandige koolstof nanobuizen worden gebruikt voorvervaardiging van lithium-ion-batterijen voor mobiele telefoons en andere gadgets, flexibele touchscreens, banden en andere auto-onderdelen, zelfnivellerende vloeren, sportuitrusting, batterijen voor elektrische voertuigen en nog veel meer. Je zou zelfs kunnen zeggen: de maat is klein, maar de aanwezigheid is breed. Deze nanobuisjes zijn vijf keer lichter dan koper, 100 keer sterker dan staal, zijn bestand tegen temperaturen tot 1.000 ° C en verbeteren, zelfs in de kleinste verhoudingen, de materiaalprestaties. Als je bijvoorbeeld 0,001% enkelwandige nanobuizen aan beton toevoegt, wordt het meteen 50% sterker.
In 2013 lanceerde OCSiAl zijn eersteeen faciliteit voor de productie van dergelijke grafeennanobuisjes genaamd Graphetron 1.0. Het merk kreeg de naam TUBALL. Een jaar later had de installatie al 500 kg nanobuisjes gesynthetiseerd en in 2019 bereikte de productie 25 ton per jaar.
Bouw van de tweede fabriek Graphetron 50begonnen in 2016. In 2019 werkte het in testmodus en heeft nu pas een productiecapaciteit van 50 ton bereikt. OCSiAl kan nu jaarlijks 75 ton enkelwandige grafeen nanobuizen produceren. De volumes zijn enorm, vooral in vergelijking met buitenlandse pogingen om grafeen nanobuisjes te produceren. Maar niet alles is zo eenvoudig - er zijn valkuilen die verklaren waarom concurrenten niet zijn geslaagd.
Grafeen nanobuizenis een allotrope modificatie van koolstof,Dit zijn vellen grafeen van één atoom dik die in een cilinder zijn gerold, en de buizen zijn bijzonder sterk en flexibel. Ze worden op drie manieren in installaties gesynthetiseerd:
- gebruikmakend van grafietelektroden;
- door laserverdamping van een grafietdoel;
- door een chemische reactie van gassen - koolstofhoudend en hulpstof.
Ze worden gebruikt in de micro-elektronica, bij de fabricage van kunststoffen, auto-onderdelen en in vele andere materialen.
Koolstof nanobuisjes
Foto: wikipedia.org
Probeer massaproductie van nanobuizen te creërenvan grafeen was een van de eerste die werd gemaakt door het Duitse farmaceutische bedrijf Bayer. De proeffabriek, die 60 ton per jaar produceert, werd opgestart in 2007 en in 2010 begon de volledige productie, het was de bedoeling om 500 ton per jaar te produceren. De buizen werden gesynthetiseerd door katalyse uit een koolstofhoudend gas bij hoge temperaturen, maar er werden alleen meerwandige buizen verkregen - geen grafeen, maar grafietbuizen. Grafiet was niet zo sterk of flexibel als grafeen, en het in lagen snijden van buizen was moeilijk en duur, dus er was niet veel vraag naar de producten van Bayer en het bedrijf sloot het project in 2013 af.
Het Franse bedrijf Arkema plandeom jaarlijks 400 ton nanobuizen te produceren, Chinese CNano - 500 ton. Ongeveer 40 organisaties in de wereld probeerden massaproductie te openen, maar slaagden er niet in om in elk nummer enkelwandige buizen te verkrijgen.
Momenteel worden ze nog steeds geproduceerd door het Japanse bedrijf Zeon, maar het produceert ongeveer een ton buizen per jaar en verkoopt voor $ 10 per kilogram.
Volgens Yuri Koropachinsky lijkt het materiaal opkleverig zwart web. Het is 10 keer zwaarder dan lucht en 100 keer lichter dan water. Het moet niet alleen op een speciale manier worden gesynthetiseerd, maar ook getransporteerd. De installatie is niet zomaar een reactor, maar een robotfabriek die zelfstandig alle operaties uitvoert. Het voltooide versnipperde materiaal wordt aan het einde van de cyclus naar een aparte container gestuurd.
Land van ideeën, telefoon van geluk en $ 2 miljoen
Halverwege de jaren 2000 besloot Yuri Koropachinskyneem een pauze van zijn vele zakelijke projecten, verkocht al zijn bezittingen en ging in Australië wonen. De ontvangen fondsen waren voldoende om niet te werken en niet comfortabel te leven, maar in 2006 besloot hij weer aan het werk te gaan, omdat hij dacht: een niet-werkende vader is een slecht voorbeeld voor zijn zoon.
Yuri Koropachinsky- mede-oprichter en voorzitter van OCSiAl.Voordat hij zijn zakelijke carrière begon, nam hij deel aan wetenschappelijk onderzoek op het gebied van biofysica, waar hij werkte bij de Siberische afdeling van de USSR Academy of Sciences. Begin jaren negentig richtte hij zijn eerste durfkapitaalbedrijf op. Na de succesvolle exit van een van zijn investeringsprojecten in 2004 (een fabrikant van landbouwmachines met 20.000 werknemers en een omzet van $230 miljoen), richtte hij het bedrijf SM.Group op, dat investeerde in veelbelovende hightech startups, en sinds 2012 heeft zich geconcentreerd op koolstofnanomaterialen, wat heeft geleid tot de oprichting van OCSiAl.
Koropachinsky verzamelde zijn zakenpartners vooreerdere projecten - Yuri Zelvensky en Oleg Kirillov - en gingen naar Novosibirsk. Hij wilde gaan investeren in een hightechbedrijf. Tijdens zijn deelname aan de RAS-bijeenkomst kondigde Yuri aan dat hij op zoek was naar originele ideeën.
Yuri Koropachinsky
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
Echter, tot het laatste idee, de opdrachtondernemers gingen drie jaar door. De toekomstige oprichters van OCSiAl ontmoetten wetenschappers van 23 onderzoeksinstituten in Novosibirsk, Tomsk, Krasnoyarsk en Irkutsk. Het team nam contact op met elke instelling en vroeg het management om een ontmoeting te regelen met de wetenschappers met de meest originele uitvindingen. Tijdens deze bijeenkomsten vroegen zakenlieden: wat kunt u beter doen dan wie dan ook of wat niemand anders kan doen? Als er een specifiek antwoord op deze vraag was, werd het onderwerp verder besproken.
Dus de ideeënzoekers overwogen 1.500 opties,364 projecten toegewezen in natuurkunde, scheikunde en biologie, waarin ze wat geld hebben geïnvesteerd om hun haalbaarheid en potentiële markt te bestuderen. 'Er waren een paar best grappige projecten tussen', herinnert Yuri Koropachinsky zich. - Een wetenschapper bood bijvoorbeeld een telefoon van vreugde aan, hij had zelfs een bevestiging van het Ministerie van Communicatie van de Russische Federatie. Ik vroeg hoe het werkt en hij antwoordde: "Net als alle mobiele telefoons, is iedereen blij als ze erover beginnen te praten." Als gevolg hiervan werd $ 2 miljoen uitgegeven, 12 projecten werden getransformeerd in het bedrijf, maar nog steeds kon geen van hen door Yuri echt uniek worden genoemd.
Academicus en nanobuizen
In 2009, tijdens de volgende bijeenkomst met investeerders inDirecteur van het Internationaal Wetenschappelijk Centrum voor Thermofysica en Energietechniek van het Instituut voor Thermofysica van de Siberische afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen Mikhail Predtechensky kwam naar Novosibirsk. Tegen die tijd creëerde hij al 20 jaar technologieën voor IT-bedrijven (HP, Samsung) en de gasindustrie (AirProducts). Op dezelfde vraag over wat hij kan doen, antwoordde Mikhail: 'Dat is het', en stelde voor om het probleem anders te bespreken: 'Vertel me wat je wilt hebben, dan maak ik een baanbrekende technologie.'
Mikhail Predtechensky en Anatoly Chubais
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
Als resultaat van lange gesprekken, de wetenschapper ende ondernemers besloten dat ze moesten werken aan de transformatie van materialen. In december 2009, tijdens een regelmatig gesprek over projecten, zei Mikhail Predtechensky dat hij wist hoe hij nanobuizen moest maken. Hij onthulde graag dat ze erg licht maar duurzaam zijn en de kwaliteit van veel materialen verbeteren. Er was maar één nadeel: enkelwandige koolstofnanobuisjes werden alleen in kleine hoeveelheden in het laboratorium verkregen, dus ze waren erg duur. Mikhail stelde voor om deze buizen op industriële schaal te produceren.
Daarom werd in februari 2010 het bedrijf OCSiAl geopend, dat grafeen nanobuisjes maakt volgens de methode van Mikhail Predtechensky.
Noodzakelijke zwarte stippen en Chubais
Predtechensky begon buizen in plasma te makengenerator, die hij ook zelf heeft uitgevonden. Alle generatoren waarmee hij eerder had gewerkt, verbrandden snel hun elektroden. De productietechnologie zelf blijft een bedrijfsgeheim van OCSiAl. Het is moeilijk om hen hiervan de schuld te geven: de concurrentie op de markt is groot en het bezitten van unieke producten brengt grote voordelen met zich mee.
Plasma generator- een technisch apparaat waarin plasma wordt gegenereerd met behulp van elektrische stroom, en wordt gebruikt voor de verwerking van materialen.
Mikhail kwam op het idee om te proberen te makenvloeibare elektroden, omdat de vloeistof niet corrodeert. Hij lanceerde een boog tussen de baden, waarin een smelt was, het metaal smolt, plassen bleken en de boog sloot. Nu kon de generator met vloeibare elektroden op elk moment met elk materiaal werken. Het was dit apparaat dat Mikhail Predtechensky gebruikte om grafeen nanobuisjes te maken, de officiële naam is SWCNT (van de Engelse Single Wall Carbon Nanotubes - "single-wall carbon nanotubes" - "Hi-tech).
OCSiAl laboratorium
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
Grafeen wordt in 2004 officieel als open beschouwd. De pioniers waren natuurkundigen Andrei Geim en Konstantin Novoselov, die hiervoor de Nobelprijs ontvingen. Maar in feite schreven ze in de 20e eeuw over deze stof. In 1952 bekwam natuurkundige en scheikundige Leonid Radushkevich na synthese microscopische afbeeldingen van nanobuisjes. En in 1977 ontdekten wetenschappers van het Institute of Catalysis of the Siberian Branch van de Academy of Sciences van de USSR, tijdens experimenten met dehydrogeneringskatalysatoren, koolstofcilinders onder een microscoop. In 1991 schreef de Japanse natuurkundige Sumio Iijima over de ontdekking van dergelijke nanobuisjes.
Zoals eerder vermeld, een volledige beschrijving van de technologiewordt geheim gehouden, maar het algemene principe is als volgt: op het substraat in de generator worden nanodeeltjes gevormd die een gas binnenvliegen uit koolwaterstoffen (methaan en soortgelijke gassen) verhit tot 1000 ° C en hoger. Op elk nanodeeltje groeit een grafeen nanobuisje. De synthese vindt plaats in de installatie.
De productie is gepatenteerd. Het belangrijkste principe van massaproductie was om de prijs van producten te verlagen tot $ 1-2.
Er worden meerwandige koolstofnanobuisjes gesynthetiseerdsneller en gemakkelijker, maar hun geleidbaarheid, flexibiliteit en sterkte zijn veel lager dan die van enkelwandige nanobuisjes, wat betekent dat ze in grote hoeveelheden aan het materiaal moeten worden toegevoegd: als honderdsten van een procent enkelwandige nanobuisjes voldoende zijn om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren, dan hebben meerwandige nanobuisjes enkele tientallen procenten nodig. Daarnaast bleek dat het moeilijk is om meerlaagse buizen aan materialen toe te voegen. Het zijn wirwar van nauw met elkaar verweven buizen, die moeilijk en duur te ontwarren zijn, en het poeder van niet-opgerolde buizen geeft de materialen niet de nodige geleiding en sterkte, en er is weinig gekocht. Daarom moesten de concurrenten van OCSiAl, die meerlagenbuizen produceerden (Bayer, Arkema en anderen), hun productie inkrimpen omdat zij niet winstgevend waren.
Anatoly Chubais
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
Voor de synthese van de eerste batch in de installatie van MikhailForerunner nog een maand. Het waren er maar heel weinig - een paar zwarte stippen op de witte achtergrond van het filter, maar een speciale microscoop toonde aan dat dit enkelwandige buisjes waren. In de volgende twee jaar droeg OCSiAl $ 20 miljoen bij aan de ontwikkeling, maar er waren meer investeringen nodig, en in 2011 ging Yuri met een “vlekkerig” filter naar het hoofd van Rusnano, Anatoly Chubais.
Chubais gaf toe aan het vertrouwen van de vertegenwoordigerOCSiAl. Rusnano investeerde $ 20 miljoen - dit was de eerste investering van derden. Met deze investeringen bouwde het bedrijf de eerste synthese-installatie, Graphetron 1.0, in het thuisland van de oprichters, Novosibirsk.
Klimmen
Kopers vinden was een aparte moeilijkheid. "Het kost veel moeite en geld", klaagt de oprichter van het bedrijf. - Maar het is noodzakelijk om aan een potentiële koper het effect van nanobuisjes specifiek op zijn producten aan te tonen. Hoe doen we het? We nemen het materiaal, voegen een tienduizendste van de nanobuisjes toe en krijgen een heel ander materiaal. "
Nanobuisjes zijn gelijkmatig verdeeld in het materiaalen een versterkend en elektrisch geleidend netwerk creëren. Als je bijvoorbeeld enkelwandige nanobuisjes toevoegt aan het materiaal waaruit lithium-ionbatterijen zijn gemaakt, gaat het elektrische stroom beter geleiden, waardoor de batterijen langer een lading vasthouden.
De eerste advertentiebeweging was de verspreiding van gratismonsters aan fabrikanten van verschillende materialen. Een gram werd naar enkele duizenden Russische en buitenlandse bedrijven gestuurd, velen van hen raakten geïnteresseerd en reageerden. De eerste CNT werd gekocht door een Koreaans bedrijf om de sterkte van composieten en geleidende coatings te vergroten. Het management van OCSiAl realiseerde zich dat promotie alleen effectief zou zijn door de voordelen te laten zien van het toevoegen van enkelwandige buizen aan materialen. Naast Graphetron opende het bedrijf een prototypingcentrum, waar het verschillende materialen begon te produceren, waaronder grafeennanobuisjes.
Band met enkelwandige koolstofbuizen
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
De wetenschappers van het bedrijf hebben bijvoorbeeld een technologie ontwikkeldproductie van zelfnivellerende vloeren met CNT en deze gratis overgedragen aan productiebedrijven, met als resultaat dat 80% van dergelijke vloeren in Rusland ermee wordt gemaakt. Zelfnivellerende vloeren gemaakt van materialen waaraan enkelwandige koolstofnanobuizen zijn toegevoegd, hebben een goede elektrische geleidbaarheid, bovendien veranderen nanobuisjes de kleur van materialen, hun viscositeit en smeerbaarheid niet, daarom neemt het materiaalverbruik bij de vervaardiging van zelfnivellerende vloeren niet toe.
Technologieën voor het creërenglasvezelbuizen en versterkt asfalt. De toevoeging van CNT aan de hars waaruit glasvezel voor glasvezelbuizen wordt gemaakt, geeft het materiaal een volumetrische en uniforme geleidbaarheid, wat het risico op ongelukken in explosieve industrieën (bijvoorbeeld in de kolenindustrie) vermindert en de buizen worden 15% sterker. Asfaltbeton gemaakt van bitumen met koolstofnanobuisjes wordt 67% beter bestand tegen spoorvorming en 67,5% beter bestand tegen scheuren.
Первоначально нанотрубки выпускались в виде порошка, но лаборатории OCSiAl начали изготавливать концентраты и суспензии для более простого добавления в материалы. Теперь второй значимый продукт OCSiAl — концентраты и суспензии TUBALL MATRIX, содержащие диспергированные нанотрубки. Добавлять в материалы порошок с нанотрубками и равномерно распределять его по любому материалу достаточно сложно, а неравномерное распределение не даст эффекта от добавления CNT. Поэтому специалисты OCSiAl решили создавать концентраты и суспензии с уже распределенными нанотрубками. Для этого была разработана специальная ультразвуковая установка TUBBOX, которая по очереди применяет механический и ультразвуковой способы диспергации. Механическая диспергация производит гомогенные смеси, а ультразвуковая разделяет пучки нанотрубок на наноуровне на отдельные объекты.
0,01% TUBALL toegevoegd aan het materiaal wordt gelijkmatig verdeeld over de matrix en creëert een driedimensionaal gaas met versterkende en elektrisch geleidende eigenschappen.
OCSiAl в первую очередь ориентируется на рынок литий-ионных батарей, в кремниевые аноды которых добавляются нанотрубки, рынок шин, асфальтовых покрытий, композитов и покрытий. В 2019 году продукцию закупила российская компания «Эко Групп» и добавила в асфальт: с помощью адгезионных присадок 0,025% нанотрубок было введено в битум, а он добавлен в асфальтобетон. Новым материалом выложен участок федеральной трассы М4 «Дон», в дальнейшем проектируется укладка дорожной сети покрытием из нанотрубок.>
Среди тех, кто уже использует TUBALL, российское предприятие «Уником-Сервис», выпускающее полиуретановые валы для конвейерных лент (0,3% концентрата TUBALL MATRIX добавляет для антистатических характеристик), китайский производитель бурильных сверл для нефтяных вышек Orient Energy & Technology Ltd (1,7% концентрата добавляет в каучук для упругости статора в сверлах), российский производитель стеклотары «Экран» (добавляет нанотрубки в жидкость для напыления).
In Rusland was er niet meer dan 2% van het potentieelklanten, dus OCSiAl begon kantoren te openen in de VS, Europa en Azië. Nu heeft het bedrijf 600 vaste klanten over de hele wereld, testen meer dan 2.000 bedrijven nanobuisjes, meer dan 90% van de producten wordt geëxporteerd.
De eenhoorn en het nieuwe tijdperk
В 2019 году инвестиционная группа A&NN купила 0,5% акций и оценила бизнес в миллиард. Благодаря этому OCSiAl вошла в список так называемых единорогов — новых компаний, которые еще не преодолели убытки, но уже получили рыночную оценку в $1 млрд.
Anatoly Chubais en Yuri Koropachinsky
Foto ter beschikking gesteld door OCSiAl
Bij de opening van Graphetron 50 zei Anatoly Chubais: “OCSiAl creëert een nieuw tijdperk van menselijke materialen. Dit zijn fantastische eigenschappen van een enkelwandige allotroop van koolstof, die, wanneer ze aan bijna elk materiaal wordt toegevoegd, de sterkte en elektrische eigenschappen kan vergroten. Alles wat vandaag is gedaan, is slechts het begin van het pad waarop de wereldwijde vernieuwing van materialen in de echte sector op de wereld staat. Toen een jonge ondernemer, brutaal en agressief, mij benaderde, keek ik die eerlijke ogen aan en besloot dat hij dit kon bereiken. "
Het bedrijf is momenteel vertegenwoordigd in 45landen van Europa en Azië. Tegelijkertijd werd het hoofdkantoor geopend in Luxemburg. OCSiAl wil er tegen 2023 een reactor bouwen die 100 ton per jaar produceert, en ook reactoren bouwen in alle ontwikkelde landen.
“OCSiAl is eigenlijk een Luxemburgs bedrijf, -legt Yuri uit. - Om intellectueel eigendom te beschermen, moet u de Engelse wetgeving begrijpen en zich richten op consumenten en investeerders over de hele wereld. De VS en Europa verbruiken 25% van onze productie, dus we plaatsen onze productie dichter bij de belangrijkste consument. Daarnaast willen grote bedrijven voorraden uit verschillende landen ontvangen. Daarom hebben we verschillende locaties nodig. "
Zie ook:
– De nieuwe mutatie van COVID-19 infecteert een persoon 8 keer sneller en wordt niet “gezien” door het immuunsysteem
— Kijk eens naar de gigantische haai, die leed aan een even grote inktvis!
– De eicel van een vrouw kan sperma ‘selecteren’: de eigenaar heeft er niets mee te maken