Куликовская битва в современном прочтении-5. Почему не «Первым делом, первым делом самолёты» ?

--- ...  из-за санкций выяснилось, что целый ряд композитных компонентов, на которых он (самолет МС-21) был спроектирован и рассчитан, производители — американцы, японцы — не будут нам поставлять. Почему производитель, разработчик, корпорация «Иркут», ОАК не пришли к вам за графеном, которого в авиации пока нет? 

----- Начну с конца вашего вопроса. При разработке Boeing 787 Dreamliner, который, как известно, на 80% или на 85% углепластиковый, компания предполагала использовать одностенные углеродные нанотрубки, которые мы называем графеновыми, в композите крыльев.

Эти эксперименты компания Boeing вела несколько лет, но тогда нас как компании не существовало, а существующие производители материала не могли производить или не умели, произведя, внедрять трубки в композиты. И компания Boeing, поработав несколько лет, закрыла этот проект. И сегодня в Dreamliner нанотрубки не используются. Это мысль номер один.

Мысль номер два: цикл создания самолета — это очень-очень длинный технологический цикл.  Почему? Потому что в гражданской авиации колоссальные требования к надежности, четыре девятки после запятой — 99,9999. Вот такой надежностью должны обладать все конструкции системы и самолет в целом, чтобы быть аттестованным гражданской авиацией. Для того чтобы этого достичь, существует такой цикл разработки испытаний, который растягивается на семь-восемь лет. Поэтому для того, чтобы нашему материалу попасть в композиты МС-21 или любого другого гражданского самолета, нужно целенаправленно начать за восемь лет до. Это первое.

Второе: трубки не являются заменой углепластику, нанотрубки меняют свойства углепластика. То есть можно сделать углепластик более совершенным. У него может быть выше удельная прочность, то есть равнопрочные детали будут легче; у него можно повысить очень сильно сопротивление старению, потому что композитные детали стареют — там есть смола, она трескается. А трескается по многим причинам, например по механическим из-за нестойкости к ультрафиолету, который интенсивен на больших высотах. Это все великолепно решают нанотрубки. Старение, сопротивление росту трещин, ультрафиолет — это просто наша тема.

Это еще не все. С помощью нанотрубок вы можете сделать любые плоские поверхности самолетов нагреваемыми очень низкими энергиями. Это деайсинг: если вы нагреете кромку крыла, на ней не будут образовываться ледяные наросты. Бывают катастрофы из-за обледенения самолетов, но можно сделать композитный самолет с нанотрубками, который нажатием кнопки будет греться, и весь лед будет слетать до того, как он стал опасной толщины. И многое другое можно делать.

--- Но делается ли это?

----- Юрий Коропачинский: Это не делается. Мы не в состоянии сделать материал для крыла самолета МС-21. Но если бы в стране существовала компания, которая производит такие композиты, мы могли бы совместно с ней такой материал создать...

В самолетах тоже немножко хитрая ситуация, потому что в самолетах есть конструкции, которые ответственны за безопасность, и они действительно строятся лет восемь.

Но, например, элементы интерьера салона — нет. Казалось бы, зачем там суперсвойства. Авиация борется за вес. Чем легче салон, тем легче самолет, тем он эффективнее расходует топливо, тем дешевле его эксплуатация, тем он экономически более эффективный. История про самолеты — это история про расход энергии, то есть расход топлива...

Последние пять лет мы каждый год удваиваем производство и каждый год удваиваем продажи.

Поскольку сейчас очень много крупных компаний в мире разрабатывают продукты,-  и некоторые продукты очень массовые, например шины, те же самые литий-ионные батареи, композиты, термопласты - то когда эти компании запустят свои продукты в серию, произойдет взрывной рост потребления. Взрывной — это, например, в десять раз в год. Это произойдет на границе, по моим ожиданиям, между 2021 и 2022 годами.

--- shed: Пандемия явно нарушила эти планы, отодвинув «взрыв» на какое-то количество лет.

Важное примечание: руководство «Оксиал» не боится называть сроки наступления тех или иных этапов развития и результаты компании на этих этапах, -  как в этом случае. Например, не 20140 – 2050 годы, как делают представители бизнеса и политики на Западе (о которых к тому времени все забудут), а 2021 – 2022. То есть, сроки и результаты, реальность соблюдения которых легко проверить.

----- Юрий Коропачинский: То есть в следующем году мы удвоимся, потом еще раз удвоимся, потом вырастем в десять раз, потом еще раз в пять. Поэтому, несмотря на то, что мы планируем довести свои мощности до 100 тонн в Новосибирске в ближайшие два-три года, нам нужно не позже следующего года начать строить следующий Graphetron (говорилось в 2017 году, и второй  Graphetron действительно запустили в 2020 году - shed  ), иначе мы будем не в состоянии поддержать наших клиентов и партнеров необходимым объемом производства. К 2025 году мы должны производить и продавать приблизительно тысячу тонн нанотрубок...

Другие приключения графеновых нанотрубок в мире и в России 

 --- shed: Ещё раз напомню камрадам, что. по данным  «Оксиал», у компании  четыре направления, где есть продажи и крупные проекты по тестированию трубок. Это:

- литий-ионные батареи,

-эластомеры (продукты из силиконов и каучуков),

- реактопласты (стеклопластики, углепластики, композиты для автомобильной промышленности) и, наконец,

- термопласты (полиэтилен, полистирол и проч.).

В феврале 2020 года руководство «Оксиал» предсказывало, что через три года 50% выручки компании будут приносить производители батарей, а три других направления обеспечат вторую половину. «А вот через десять лет батарейки будут приносить лишь 20–25 процентов, — прогнозирует Коропачинский. — В других направлениях есть более емкие применения, очень медленно развивающиеся.  Например, шины, которые для нас станут самым большим рынком через десять лет. Но в ближайшие годы массовый выпуск шин с нанотрубками не начнется — в этой сфере запуск продукта занимает пять-семь лет»...

--- shed: то есть, в «Оксиал» говорят о том же, о чём говорил Мирон Гориловский (см. мой предыдущий пост), поясняя понятие «большой полимерный трубный скачок» в ЖКХ (предполагающий применение в ЖКХ нового продукта, - полимерных труб - вместо труб металлических). Который в своё время  случился в Европе и в Америке, а с 2005 по 2012 год случился в Китае.

Он (Гориловский) уточнил, что такой скачок происходит, «когда страны понимают, что пора переставать зарывать деньги, что пора перестать заниматься ремонтами каждые три-пять лет, совершают этот «большой полимерный трубный скачок». Доходит очень медленно, но, как только доходит, сразу объемы полимерных труб меняются не на проценты, а в разы. Вот это должно случиться рано или поздно в России»...

----- Юрий Коропачинский: Тестируют нанотрубки все мировые производители литий-ионных батарей: «Из 160 производителей в мире мы работаем со 140». Покупателей в «Оксиал» не называют.

«Но в прошлом году произошло несколько событий, о которых мы можем рассказать, — говорит г-н Коропачинский. — Мы прошли аудит в крупных мировых компаниях и получили сертификаты поставщика. Это LG, Pirelli (производитель шин), и Jotun, выпускающая покрытия для трасс и других применений. Я не могу рассказывать о тех продуктах, которые мы с ними делаем».

Что будет, если в автомобильный аккумулятор добавить нанотрубки, насколько это улучшит (и, возможно, сделает дороже) конечный продукт?

----- «Нет простого ответа, — говорит Юрий Коропачинский. — Свойства аккумуляторов настолько критичны, что если появится “правильная” батарейка, то она может стоить хоть в два раза дороже обычных. Батареи — это тот пункт, из-за которого электромобили до сих пор не могут победить машины с ДВС.

В батареях, которые используются в современных электромобилях, четыре килограмма “сажи” — добавок, обеспечивающих электропроводность. Если мы добавим в них сто граммов нанотрубок, то можно убрать эти четыре килограмма техуглеродов. И поскольку вы выкинули технический углерод, который не запасает энергию, и заменили его на активный материал, то это на два-три процента повысило энергоемкость батареи».

Большие надежды в компании связывают с использованием нанотрубок в кремниевом аноде, который в будущем может заменить применяемые сейчас в аккумуляторах аноды графитовые,.

Емкость кремниевого анода позволяет теоретически увеличить энергоемкость на 40%. «Это знают все компании мира, — говорит Юрий Коропачинский. — Все автопроизводители заявляют, что следующее поколение батарей для электромобилей будет содержать кремниевый анод. Но проблема в том, что сегодня эта технология обеспечивает только 50 циклов заряда-разряда. Для смартфона нужно минимум 500, для электромобиля — тысяча. Есть только одна возможность добиться тысячи циклов — добавить в материал наши нанотрубки».

Анализ спроса показал, что Si/C-аноды с TUBALL BATT H ₂ O позволяют аккумуляторам выдерживать 1000 циклов и при этом сохранять мощность на 80%.

И это уже не  просто теория, а теория, подкреплённая практикой. Испытаниями, проводимыми, например, китайской компанией, BAK Power Battery, входящей в десятку ведущих производителей литий-ионных аккумуляторов в мире. Вот что сказал по этому поводу  Цзянь Лин, вице-президент компании по исследованиям и разработкам:

----- Одностенные углеродные нанотрубки — лучшее из доступных на сегодняшний день решений на рынке, поскольку их превосходные характеристики существенно превышают уровень других электропроводящих добавок. Благодаря высокому соотношению длины к диаметру, одностенные углеродные нанотрубки очень эффективны для применения в аккумуляторах. Характеристики срока службы анодов SiOx с TUBALL просто потрясающие. Добавление одностенных углеродных нанотрубок в аноды значительно снижает потери мощности, обусловленные старением аккумулятора, а также увеличивает срок его службы.

Циклы при комнатной температуре (20°C, сохранение мощности на 80%):

----- Нанотрубки TUBALL*  = 900 циклов (* TUBALL в анодном материале SiOx-C 500 мА·ч/г)

--- Многостенные углеродные нанотрубки  = 600 циклов

Циклы при высокой температуре (45°C, сохранение мощности на 80%):

----- Нанотрубки TUBALL*  = 500 циклов (* TUBALL в анодном материале SiOx-C 500 мА·ч/г)

--- Многостенные углеродные нанотрубки  = 250 циклов

----- Требуемая дозировка:

----- Нанотрубки TUBALL*  = 0,1%

--- Многостенные углеродные нанотрубки  = 0,5%

... Ведущие производители литий-ионных аккумуляторов доказали, что сегодня с нанотрубками TUBALL™ возможно создать аноды с содержанием SiO  в 20%, и таким образом достичь рекордной энергоемкости аккумуляторов – 300 Вт·ч/кг и 800 Вт·ч/л. Такие аккумуляторные ячейки могут обеспечить на 15% больший пробег, чем лучшие литий-ионные элементы на рынке!

Результаты R&D-команды OCSiAl показывают, что содержание SiO в аноде может быть увеличено до 90%, что приведет к росту энергоемкости до 350 Вт·ч/кг и 1350 Вт·ч/л.

По сравнению с рецептурой катода с  многостенными углеродными нанотрубками и техуглеродом:

Мощность разряда:  Выше на > 50% на высоких токах разряда 

Энергоёмкость: Выше из-за снижения в 10-60 раз концентрации проводящей добавки

Адгезия: Выше в 2 раза, нанотрубки повышают прочность сцепления между частицами катодного материала

Безопасность: Выше из-за снижения в 2 раза сопротивления во время высокотемпературного хранения и циклирования

TUBALL™ BATT содержит хорошо диспергированные нанотрубки в воде или NMP. Суспензию смешивают с активным материалом на стадии производства электрода.

В общем, время «взрыва» объёмов используемых графеновых нанотрубок близится. Недаром ведущие страны Запада недавно разрешили «Оксиал» многотонные продажи своей продукции на их территориях:

----- США, - в неограниченном количестве;

----- страны ЕС, - до 100 тонн в год.

А две китайские компании, например, уже запустили два завода по производству фирменных концентратов «Оксиал», - Нанотрубки TUBALL  BATT. С общим объёмом производства в 7000 тонн.

Уже добившиеся нужных им результатов испытаний графеновых нанотрубок (проводившихся в среднем в течение 3 лет) компании начинают сообщать об этом всему миру.

Так сделали, например, вышеупомянутая китайская компания  «BAK Power Battery» и японская «Daikin Industries», которая совсем недавно решила, вместе с ещё несколькими инвесторами,  войти в капитал «Оксиал»...

А это значит, что другие компании начнут тоже поспешать  с завершением своих испытаний (или начинать сотрудничество с «Оксиал», если этого ещё не сделали), чтобы не отстать от конкурентов в своей сфере.

Судя по выше приведённым примерам и заявлениям руководства «Оксиал», среди производителей литий-ионных батарей пассивных наблюдателей почти не осталось.

Интересное, кстати, заявление по поводу перспективности российского рынка литий-ионных батарей сделал недавно глава компании «РЭНЕРА» (входящей в структуру Росатома и объявившей о планах строительства на площадке замороженной Балтийской АЭС завода по производству литий-ионных ячеек и систем накопления энергии)::.

------ Изначально мы смотрели на зарубежный рынок как на приоритетный, но при глубоком анализе оказалось, что потенциальный рынок сбыта в России даже превышает наши планируемые объемы...

О трёх остальных направлениях, где есть продажи и крупные проекты по тестированию графеновых нанотрубок  компании Предтеченского – Коропачинского, поговорим в следующем материале...

 

Использованные источники:

 https://www.bfm.ru/news/427835      Юрий Коропачинский: никто не знает, что будет через десять лет, кроме меня   25 октября 2019    мозги_ графен _ Коропачинский _08 25 19    00715y  предтеча-8 и 12_ 08 11 21 и 09 22 21

https://expert.ru/expert/2020/09/nanotrubki-na-nizkom-starte/    Нанотрубки на низком старте 24 февраля, 2020   графен_SWCNT   superpure_08 11 21

https://ocsial.com/ru/news/-reshaping-the-chinese-ev-battery-market-highly-conductive-nanotube-additive-now-being-made-in-china-/       27 июня, 2019   00715w_ 07 20 21    00715zz_ Предтеча-12_ used in R   07 20 21

https://tuball.com/ru/nanotubes-for/high-performance-ev-batteries      https://tuball.com/ru/nanotubes-for/high-performance-ev-batteries    00715w_ 07 20 21  00715zz_ Предтеча-12_ used in R   09 21  21

https://strana-rosatom.ru/2021/09/16/rosatom-postroit-gigafabriku-po-pr/  «Росатом» будет производить накопители энергии на Балтийской АЭС   16 сентября 2021     Предтеча_графен_SWCNT   superpure_08 11 21   Предтеча-11 09 18 21

 

Посты до-того:

https://aftershock.news/?q=node/1015907

О Манифесте Карбонового века. О трёх Катках, способных содействовать выполнимости Миссии. О реактивной скорости, с которой пройден путь от лабораторных исследований до производства графеновых нанотрубок в промышленных масштабах. И о фантастической масштабируемости технологии Михаила Предтеченского. О том, что посаженный садик обязательно нужно поливать. Иначе он завянет. О важной особенности графеновых нанотрубок. Третий, государственный Каток принимается за дело, - в помощь двум. О правильных посылах

https://aftershock.news/?q=node/1011820

Об эволюции, неспешно поспешающей в мировую революцию. О подключении к грядущей революции бойцов, прошедших проверку боем в успешных российских компаниях. О составах ВПК и её Коллегии, о сосредоточении усилий всех её участников, включая самого Главного, на фронте хайтека. О новых лицах в «Роснано», и об остатках старых. О лжи, наглой лжи и приписках а-ля Чубайс. И о рыбке-прилипале с имиджевыми приписками. Об идущих и предстоящих чистках в наследии Чубайса. О 300 с лишним миллионах долларов  за качание ножкой. И о достижениях людей, времени на «качание ножками» не имеющих. О том, что произвести, - даже самую вундервафельную продукцию – это не просто не полдела, а лишь начало труднейшего Пути. С коварными препятствиями.

https://aftershock.news/?q=node/1005972

Об «очковтирательстве» нового ГлавНано и «щедрости» ГлавНано старого. О том, почему попёрла вверх выручка «Роснано» в 2021 году. И почему некоторые посетители АШ не поняли, без смайликов, что «резать весь скот» Сергей Куликов не собирается.

https://aftershock.news/?q=node/1002479

О том, почему «предатели/барыги» штаб-квартиру OCSiAl не в России, а в Люксембурге открыли

https://aftershock.news/?q=node/1001834

Об обиде Михаила Предтеченского: Разве Запад всегда должен быть для нас каким-то эталоном? О том, что фундаментальные открытия теряют смысл, если нет возможности применить их в экономике. Об одном из мотиваторов: [Хотелось]  показать: в России могут сделать то, что нигде больше не смогли. И мы [это] сделали. О том, что в середине июня 2021 года на кафедре нанокомпозитных материалов НГУ состоялся  уже третий выпуск магистров, - нацеленных на превращение в учёных «новой формации, ориентированных на практический результат»

https://aftershock.news/?q=node/1000759

О том, как, - и почему - против сибиряков выступили «чужие», сибирские депутаты и целый академик. И о том, каким оказался обликоморале противников графеновых нанотрубок

https://aftershock.news/?q=node/997331

О практических примерах использования графеновых нанотрубок в самых разных отраслях мировой экономики

https://aftershock.news/?q=node/997015

О том, как бывший «шалопай» изобрёл две уникальные железяки, позволившие ему затем изобрести уникальный материал. О том, что помогло Предтеченскому стать тем, кем он в итоге стал. И о том, как произошло знакомство и развивалось сотрудничество отцов-основателей «Оксиал».

https://aftershock.news/?q=node/995760

О том, кто и как не любит пророков в своём отечестве

https://aftershock.news/?q=node/995445

О том, как Китай сосредотачивается (под призывом «Вставай, страна огромная!»), стремясь устранить  свою зависимость от поставок чипов «высшей лиги» из Америки и из стран-вассалов. И о возможной положительной роли команды мозговитого изобретателя из Новосибирска в борьбе Китая с Америкой на этом фронте.

 

Продолжение следует...