"Russland hat Japan bei der Entwicklung von Hightech-Rohstoffen geschlagen." Nachdem ich diesen Satz gelesen habe, kann ich der Fälschung verdächtigt werden. Die Rohstoffindustrie ist ein wichtiger Bereich, in dem Japan bis heute hart umkämpft ist. Es gibt überwiegend negative Bewertungen zu russischen Rohstoffen, aber bei der Herstellung eines Materials ist es Russland immer noch gelungen, uns zu umgehen “, schreibt Kotaro Watanabe.
Russland besiegte Japan bei der Entwicklung von Hightech-Rohstoffen …
Nachdem ich diesen Satz gelesen habe, kann ich der Fälschung verdächtigt werden. Die Rohstoffindustrie ist ein wichtiger Bereich, in dem Japan bis heute hart umkämpft ist. Viele japanische Produkte stehen an der Spitze der Weltrangliste: hochfester Stahl, Kohlefaser, legierter Stahl und so weiter.
Gleichzeitig sind hochwertige Produkte wie in der russischen Rohstoffindustrie selten: Titan kann als beiläufig bezeichnet werden, hat aber meistens schlechte Bewertungen.
Beispielsweise kann das in der Automobilindustrie verwendete russische verzinkte Blech nicht mit dem japanischen verglichen werden. In der Tat wird russisches Metall einfach mit einer Zinkschicht beschichtet. Wenn Sie es ein wenig biegen, dann verlässt das Zink. Das Problem ist nicht nur Zink. Die Dicke der Blätter wird nicht beibehalten; Es gibt auch viele Verunreinigungen im Metall.
Es ist unmöglich, aus solchen Blechen ein qualitativ hochwertiges Produkt herzustellen. In Russland ist es völlig unrealistisch, japanische Qualität zu erreichen. Einer der Gründe ist die schwache Kapazität der Rohstoffindustrie.
In Bezug auf die Entwicklung von Kohlenstoffnanoröhren, die die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen steigern, scheinen russische Produkte die japanischen wirklich umgangen zu haben.
Kohlenstoffnanoröhren sind zu einem lang erwarteten neuen Material mit hoher Kapazität und Dichte geworden.
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Trotzdem war dieses Material sehr teuer: mehrere Zehntausend Yen pro Gramm; zehnmal teurer als rohes Gold. Es war unmöglich, Produkte aus einem solchen Material zu einem akzeptablen Preis herzustellen, so dass niemand eine Verwendung dafür finden konnte.
Und plötzlich entwickelte die russische Niederlassung von Oksial (OCSiAl) eine Methode zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren zu einem Preis von 300 Yen pro Gramm. In der Tat wurde ein Logistiksystem geschaffen und der Verkauf begann zum angegebenen Preis.
Was sind Kohlenstoffnanoröhren?
Kohlenstoffnanoröhren sind Röhren von molekularer Größe, die aus Kohlenstoffatomen aufgerollt werden.
Wie aus dem Kohlenstoffkristall ersichtlich ist, weist das Kohlenstoffatom starke interatomare Bindungen auf, aufgrund derer das Material physikalische Eigenschaften wie Festigkeit usw. aufweist.
Kohlenstoffnanoröhren können tausendmal höheren Strömen standhalten als Kupfer. eine Wärmeleitfähigkeit von etwa dem Siebenfachen von Kupfer haben; Ihre Stärke beträgt das 8- bis 80-fache der von Kohlefasern.
Wie der Name schon sagt, haben diese Röhren eine Nanogröße, sodass sie für sich genommen keine Verwendung finden. Da sie jedoch fortgeschrittene physikalische Eigenschaften haben, kann das Hinzufügen diese die Leistung des endgültigen Materials verbessern.
Wenn Sie beispielsweise Kunststoff Kohlenstoffnanoröhren hinzufügen, kann dieser Strom leiten.
Da nur sehr wenig hinzugefügt wird, bleibt der durchsichtige Kunststoff transparent. Es sieht aus wie gewöhnlicher Kunststoff, leitet aber Strom.
Derzeit hängen die größten Erwartungen mit der Verbesserung der Leistung der Batterien der zweiten Generation für Elektrofahrzeuge zusammen. Kohlenstoffnanoröhren leiten Elektrizität gut. Sie sind lang und nicht sehr breit. Die Röhren bilden Verbindungen, die die Bildung einer Leitung für elektrischen Strom erleichtern.
Wenn sie einem Pulver zugesetzt werden, verbinden sie die Partikel durch Leitung. Durch Hinzufügen von Kohlenstoffnanoröhren zu dem Material, aus dem Lithium-Ionen-Batterien hergestellt werden, kann die Batterieleistung verbessert werden, indem die Partikel besser leiten können.
Darüber hinaus entwickeln das japanische nationale Institut für Materialwissenschaften und die Agentur für Wissenschaft und Technologie einen anderen Batterietyp: Lithium-Luft-Batterien unter Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren in der Kathode. Die Kapazität solcher Batterien beträgt das 15-fache der Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien. Die Forschung wird gemeinsam mit SoftBank durchgeführt.
Eine chemische Reaktion in der Batterie fördert die Ansammlung von Partikeln, die den Stromfluss behindern.
Kohlenstoffnanoröhren ändern ihre Form und reichern solche Partikel an. Da sie jedoch Kanäle bilden können, durch die Elektrizität leichter fließen kann, unterstützen sie den Stromfluss innerhalb der Batterie. Diese Eigenschaft von Kohlenstoffnanoröhren bietet eine große Batteriekapazität.
Früher war bekannt, dass Kohlenstoffnanoröhren die Leistung verschiedener Produkte verbessern können, sie wurden jedoch wegen der zehnfachen Kosten des Goldpreises nicht verwendet.
Trotz der Tatsache, dass eine geringe Menge an Kohlenstoffnanoröhren die physikalischen Eigenschaften verbessern kann, erhöht ihre Zugabe zu Rohstoffen die Kosten des Produkts erheblich und übersteigt sogar die Kosten des Ausgangsmaterials erheblich.
Es gibt zwei Arten von Kohlenstoffnanoröhren: einwandige und mehrwandige. Einschichtige übertreffen mehrschichtige, aber ihr Preis war zu hoch. In diesem Zusammenhang wurde auf dem Gebiet der Verfahren zur Herstellung kostengünstiger einwandiger Kohlenstoffnanoröhren geforscht.
In Japan werden ähnliche Forschungsarbeiten von der New Energy and Industrial Technology Development Organization unter Beteiligung von Unternehmen wie der Zeon Corporation usw. durchgeführt. Dieses Projekt steht unter staatlicher Kontrolle.
Die japanischen Entwicklungen scheiterten nicht
Die Effizienz hat sich gegenüber der ursprünglichen Methode dreitausendmal erhöht. Japan ist jetzt in der Lage, einwandige Kohlenstoffnanoröhren 500-mal länger herzustellen. Ursprünglich kosten einsilbige Pfeifen mehrere Zehntausend Yen pro Gramm, jetzt werden sie zu einem Preis von 1000 bis 2000 Yen pro Gramm hergestellt. Darüber hinaus sind japanische einwandige Kohlenstoffnanoröhren russischen Proben in ihrer Reinheit überlegen.
Dennoch hat das russische Oksial (OCSiAl) eine Technologie zum Aufbringen einwandiger Kohlenstoffnanoröhren auf Metallpulver entwickelt. Es stellt einschichtige Schläuche für 300 Yen pro Gramm her. Japanische Proben sind sauberer, aber dreimal teurer.
Leider ist diese Reinheit für japanische einwandige Kohlenstoffnanoröhren derzeit für die Produktion nicht erforderlich.
(Da japanische Nanoröhren durch Reinheit gekennzeichnet sind, steigt der Wert japanischer Designs dramatisch, wenn elektronische Komponenten entwickelt werden, die eine solche Reinheit erfordern.)
Einwandige Kohlenstoffnanoröhren existieren, um die Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit eines Materials zu erhöhen, und daher sind diese Eigenschaften von ihnen erforderlich. Selbst wenn sie Verunreinigungen enthalten, bedeutet dies keine negative Auswirkung auf solche Eigenschaften.
Offensichtlich reichen Oxial-Produkte aus, um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu steigern. Das Logistiksystem des russischen Unternehmens, nach dem es einschichtige Rohre zum Preis von 300 Yen pro Gramm anbietet, entwickelt sich schrittweise weiter.
Darüber hinaus kann Japan diese Art von Produkten nicht zu einem so niedrigen Preis liefern. Wir können sagen, dass die russischen einwandigen Kohlenstoffnanoröhren derzeit die japanischen besiegt haben.
Die Arbeit eines Maschinenwerks in Deutschland.
Russland ist es gelungen, ähnliche Produkte wie in Japan zum dreifachen Preis anzubieten. Die japanische Forschung war effektiv, aber die russische Forschung war effektiver.
Im Allgemeinen ist das Niveau der russischen Industrie und Technologie nicht hoch genug, aber wenn Sie sorgfältig suchen, können Sie in Russland Technologien finden, die den japanischen weit überlegen sind. Das macht Russland interessant.
Wird Russland erstklassige Produkte produzieren?
Wird Russland also Produkte produzieren, die die japanischen übertreffen? Höchstwahrscheinlich nicht. Selbst wenn wir uns vorstellen, dass fortschrittliche Technologien in Russland auftauchen werden, wird es keinen Sinn machen, wenn sie keine praktische Anwendung finden.
Die russische Industrie zeichnet sich nicht durch ihre Größe und Diversifizierung aus. Selbst wenn neue Technologien auftauchen, ist es für sie schwierig, in Russland Anwendung zu finden. In der Praxis ist es nicht einfach, dort Innovationen zu entwickeln.
Um Produkte wie Autos herzustellen, die unterschiedliche Technologien kombinieren, ist außerdem ein überdurchschnittliches technologisches und qualitativ hochwertiges Niveau erforderlich.
In diesem Sinne ist Russland sehr schlecht ausbalanciert. Selbst wenn wir einwandige Kohlenstoffnanoröhren verwenden, sind sie für sich genommen keine Endprodukte, weshalb ihre Vermarktung eine Kombination mit anderen Technologien erfordert.
Tatsache ist, dass es in Russland hochwertige Technologien gibt, die den Kohlenstoffnanoröhren des Unternehmens OCSiAl ähneln.
Japan hat es geschafft, sich zu industrialisieren und zu kommerzialisieren. Wenn es also nach solchen russischen Technologien sucht, könnte dies zu einer fruchtbaren Zusammenarbeit zwischen Japan und Russland führen.
Kotaro Watanabe
