Тренды графитовой отрасли , донкарб графит

15 Июн 2017

Тренды графитовой отрасли

Начавшийся в 2009-м году рост спроса на искусственный графит продолжает набирать обороты: объём мирового экспорта в 2016 г. превысил 870 млн долларов. В минувшем году Россия заняла 14 место среди стран-поставщиков данной группы товаров, поднявшись на 4 строчки в рейтинге (с 18 места в 2015-м). Востребованность искусственного графита объясняется уникальным сочетанием его физико-механических и эксплуатационных свойств: материал легко справляется с задачами, которые не по плечу природному графиту.
В настоящее время можно выделить три главные тенденции в развитии графитовой отрасли.

Литий-ионные аккумуляторы

В прошлом году исполнилось 25 лет с момента выпуска в продажу первых литий-ионных аккумуляторов. Изначально изделия были чрезвычайно опасны и ненадежны. Но когда в качестве материала для одного из электродов в li-ion батареях стали использовать графит, ситуация кардинально изменилась. При первой зарядке на графитовом аноде образовывался твердый слой из разложившегося электролита. Состав и механизм формирования этого слоя, названного SEI (Solid Electrolyte Interface), до конца еще не изучены. SEI препятствует дальнейшему разложению электролита на аноде и защищает электрод от разрушения.

Литий-ионные аккумуляторы применяются в качестве источника энергии для транспортных средств, смартфонов, планшетов, компьютеров, цифровых камер, электрического садового оборудования.

Отдельным пунктом стоит выделить электромобили, в которых всегда используются li-ion аккумуляторы. Ведущие автопроизводители массово переходят с бензиновых и дизельных авто на электрические. Аналитики прогнозируют взрывной рост конкурентного спроса на рынке аккумуляторов для электромобилей, что может создать острый дефицит этих ключевых компонентов. Оценив потенциальные потребности, известная компания Tesla приняла дальновидное решение, запустив крупный проект по производству литий-ионных батарей на своей Гигафабрике.


Для системы автономного питания электромобиля среднего размера требуется около 25 килограммов графита. Из двух форм материала — природной и синтетической — производители обычно предпочитают вторую. Это и неудивительно: искусственный графит может похвастаться высокой степенью чистоты и превосходной консистенцией. На данный момент он занимает долю в 55% от общих поставок.

Пока перспективы развития рынка электромобилей в России довольно туманны, чего нельзя сказать о гибридных автомобилях. В большинстве гибридных моделей, произведенных в 2015-2017 годах, используются именно литий-ионные батареи.

Мировой рынок электромобилей и электронных гаджетов растет, а вместе с ним растет и спрос на литий-ионные батареи. Популярность этого типа аккумуляторов уже получила название «литиевый бум». Специалисты считают, что спрос на них к 2025 году взлетит в 14 раз, а продажи электромобилей в мире, вероятно, увеличатся более чем в 20 раз и достигнут 31 млн. штук к 2025 году. По мнению Allied Market Research, к 2022 году объем рынка литий-ионных батарей будет оцениваться более чем в 46 млрд. долларов США, а среднегодовые темпы роста в составят 10.8%.

В качестве основных факторов, стимулирующих спрос, можно выделить следующие:
  •  Строгие правительственные постановления по борьбе с растущим загрязнением планеты.
  •  Растущий спрос на смартфоны, планшеты и другие электронные устройства.
  •  Повышение эффективности литий-ионных батарей.

Графеновая лихорадка

В 2010 году двое ученых, Андрей Гейм и Константин Новоселов, удостоились Нобелевской премии за получение ультратонкого сверхпрочного материала — графена. Открытие стало настоящей революцией, ведь считанными граммами этого вещества можно покрыть целое футбольное поле! Графен получают механическим воздействием (отщеплением и отшелушиванием слоев) из пиролитического графита. Его делают и из обычных промышленных марок, используя химические методы.


Без сомнения, уже в ближайшем будущем графен удивит мир не раз. Потенциал его применения огромен: планируется использование графена в области нанотехнологий, космической индустрии, автомобильной, авиационной, химической промышленности, медицине, оптике, атомной и солнечной энергетике.

Активное внедрение графена уже началось: на его основе создан новый тип светодиодов. Группой китайских ученых недавно был открыт способ получения солнечными панелями энергии из... дождя. Модули покрываются почти невидимым слоем графена. Он вырабатывает энергию, взаимодействуя с катионами солей, содержащимися в дождевых каплях.

Инновационная технология позволяет уменьшить зависимость солнечных батарей от погоды и значительно повысить их производительность.

В Манчестере в 2015 году открылся Национальный графеновый институт. Его строительство финансировалось правительством Великобритании и Европейским фондом регионального развития.

В семилетней программе финансирования науки ЕС «Горизонт 2020» повышенное внимание уделено проекту «Графен», получившему грант в размере 1 млрд. евро.

Солнечные батареи

В последние годы доля солнечных батарей на рынке альтернативных источников энергии быстро растет. Страны Европы планируют к 2020-му году получать 25% электроэнергии от солнечных батарей, а к 2040-му году доля Солнца должна вырасти до 40%. Китай сегодня имеет в своем распоряжении более 43 гигаватт солнечной генерации и останавливаться на достигнутом не собирается. США также лелеют грандиозные планы перехода на «зеленую» энергию. Этот факт стимулирует многие научные группы к поиску новых решений для солнечных элементов и их массивов.


Наиболее распространены солнечные панели, основой которых служит кремний. Для выращивания кристаллов кремния широко используются такие изделия из искусственного графита, как тигли, токоподводящие детали, пьедесталы, теплозащитные экраны, нагревательные элементы, газоотводы. Это высокотехнологичное оборудование применяется, кстати, и для получения искусственных драгоценных камней, пользующихся все возрастающей популярностью из-за своей эстетической безупречности.

В заключение стоит отметить и значительное увеличение спроса на традиционные промышленные марки искусственного графита и фасонные изделия из них.

 



Возврат к списку


Заказать Справочник материалов