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Freitag, 27 Mai 2022 12:00

Bericht aus Indien

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Geschätzte Lesezeit: 4 - 7 Minuten
Die Schmuckindustrie ist in Indien im Aufwind Die Schmuckindustrie ist in Indien im Aufwind

Zerfallsverschiebung von Perowskit-Solarzellen

Materialwissenschaftler an der University of California (UCLA) haben, zusammen mit Kollegen aus Irvine, Istanbul, Hangzhou und Hsinchu, die Hauptursache gefunden, warum Perowskit-Solarzellen sich im Sonnenlicht verschlechtern, wodurch ihre Leistung mit der Zeit abnimmt. Eine Untergruppe der Perowskite, die Metallhalogenid-Perowskite, sind wegen ihrer vielversprechenden Anwendung für energieeffiziente Dünnschichtsolarzellen von großem Forschungsinteresse.

Eine übliche Oberflächenbehandlung zur Beseitigung von Solarzellendefekten beinhaltet das Aufbringen einer Schicht organischer Ionen (z.B. Octylammonium-Ionen), die die Oberfläche zu negativ auflädt. Diese Behandlung verbessert zwar die Energieumwandlungseffizienz während des Herstellungsprozesses von Perowskit-Solarzellen, aber schafft dabei eine elektronenreichere Oberfläche. Die geordnete Anordnung der Atome wird schneller destabilisiert und die Perowskit-Solarzellen werden mit der Zeit immer ineffizienter.

STEM-Aufnahme der gealterten Solarzellen. Links: OAI-behandelte und rechts: OATsO-behandelte Bauteilquerschnitte. Alle Skalenbalken stellen 200 nM darSTEM-Aufnahme der gealterten Solarzellen. Links: OAI-behandelte und rechts: OATsO-behandelte Bauteilquerschnitte. Alle Skalenbalken stellen 200 nM dar

Die Forscher fanden einen Weg, der langfristigen Degradation der Zellen entgegenzuwirken, indem sie die positiv geladenen Ionen bei der Oberflächenbehandlung mit bestimmten Anionen (darunter Tetrafluorborat, p-Toluolsulfonat und Trifluoracetat) paaren. Durch diesen Wechsel wird die Oberfläche elektronenneutraler und stabiler, während die Integrität der Oberflächenbehandlungen zur Defektvermeidung erhalten bleibt.

Das Team testete die Ausdauer seiner Solarzellen im Labor unter beschleunigten Alterungsbedingungen und einer 24/7-Beleuchtung, die dem Sonnenlicht nachempfunden ist. Die Zellen behielten 87 % ihrer ursprünglichen Leistung bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität für mehr als 2.000 Stunden bei. Zum Vergleich: Solarzellen, die ohne die Korrektur hergestellt wurden, erreichten nach denselben Tests und unter denselben Bedingungen nur noch 65 % ihrer ursprünglichen Leistung.

Nature (2022), DOI: 10.1038/s41586-022-04604-5

Cr6+-Entfernung mittels Adsorption

 

Chitosan ist ein natürlich vorkommendes Biopolymer, das Anwendung in der Wasserbehandlung, Technik, Papierindustrie, Kosmetika, Landwirtschaft, Gesundheit und Biotechnologie findet. Chitosan lässt sich leicht modifizieren, um neue Eigenschaften zu erzielen. Wissenschaftler aus Marokko und Indien haben ein Bio-Nanokomposit von Chitosan synthetisiert, indem amorphes SiO2 und nanokristallines TiO2 unter Verwendung von Glutaraldehyd als Vernetzer in eine Chitosan-Matrix eingebracht wurde ([email protected]2@TiO2). Dieser Verbundstoff wurde selektiv für die Entfernung von Cr6+ aus wässrigen Lösungen durch Batch-Adsorptionsstudien verwendet.

Unter den optimalen Bedingungen von einem pH-Wert von 3,0, einer Kontaktzeit von 120 Minuten, einer Adsorp­tionsmitteldosis von 50 mg und einer Cr6+-Konzentration von 100 mg L–1 wurde eine Adsorptionskapazität von 182,43 mg g-1 in einer einzigen Schicht festgestellt. Kinetische Studien zeigen, dass das Nanokomposit einer Pseudo-Ordnungs-Kinetik für den Sorptionsprozess von Cr6+ folgt. Die Sorption von Cr6+ wurde durch das Langmuir- Isothermenmodell erklärt, das eine einschichtige Adsorption auf einer homogenen Oberfläche anzeigt. Der synthetisierte Verbundstoff nahm unter optimalen Bedingungen mehr als 90 % Cr6+ auf und mehr als 80 % in Gegenwart anderer störender Ionen, was seine Selektivität gegenüber Cr6+ beweist. Das Material wurde mit 0,5 M NaOH regeneriert, wobei sich die Adsorptionskapazität in den fünf Adsorptions-Desorptions-Zyklen nur unwesentlich veränderte. Durch die Integration dieser beiden Nanopartikel (NP) wurde nicht nur die thermische und mechanische Stabilität des Biopolymers auf Chitosanbasis erhöht, sondern auch die Adsorptionsrate und -kapazität im Vergleich zu reinem Chitosan deutlich verbessert.

Sechswertiges Chrom kann mittels Adsoption entfernt werden, wie marokkanische und indische Wissenschaftler entdeckt habenSechswertiges Chrom kann mittels Adsoption entfernt werden, wie marokkanische und indische Wissenschaftler entdeckt haben

Environ. Nanotechnol. Monitoring Management 2022 (18), 100695

Marktprognosen Edelmetallchemie

Es wird prognostiziert, dass der Markt für Chemikalien zur Edelmetallplattierung bis 2027 1,8 Mrd. US-Dollar erreichen wird, nachdem er voraussichtlich im Zeitraum 2022-2027 eine jährliche Wachstumsrate von 4,1 % hatte. Edelmetallbeschichtungschemikalien finden in einer Vielzahl von Industrien Verwendung. Im „Covid Jahr“ 2021 dominierte Silber das Materialsegment auf dem Edelmetallbeschichtungsmarkt. Die Versilberung wird weiterhin in verschiedenen Bereichen der Unterhaltungselektronik, bei Solarzellen und in dekorativen Anwendungen eingesetzt. Aufgrund der vielfältigen Eigenschaften und des breiten Anwendungsspektrums wird das Portfolio der Versilberung von Metallen im Prognosezeitraum weiter expandieren. Der Aufschwung in der Solarindustrie in den kommenden Jahren könnte zu einer verstärkten Verwendung von Silberbeschichtungsanwendungen führen. Die Palladiumbeschichtung wird bei der Herstellung von Autokatalysatoren eingesetzt, und der boomende Automobilsektor wird seine Verwendung im Prognosezeitraum erhöhen.

Interessanterweise dominierte im Jahr 2021 das stromlose Verfahren den Markt für Edelmetallbeschichtungschemikalien. Das stromlose Beschichtungsverfahren bietet eine höhere Zuverlässigkeit, die Produktivität verbessert und die Korrosionsbeständigkeit der Teile erhöht. Stromlose Beschichtung mit Gold und Silber auf additiv gefertigten Teilen aus dem Laser-Pulver-Bett-Fusionsverfahren sind vor kurzem erfolgreich durchgeführt worden. Diese hohe Nutzung des stromlosen Beschichtungsverfahrens wird die Nachfrage im Prognosezeitraum erhöhen. Das elektrolytische Verfahren wird im Prognosezeitraum eine erhebliche Nachfrage erfahren. Diese massive Expansion in der globalen Elektro- und Elektronikindustrie wird die Verwendung von Edelmetallbeschichtungschemikalien bei der Herstellung verschiedener elektronischer Produkte erhöhen, was zum Wachstum des Marktes während des Prognosezeitraums beitragen wird.

https://www.industryarc.com/Research/Precious-Metal-Plating-Chemicals-Market-Research-504342

E-Fahrzeuge in Indien

Laut Medienberichten entwickelt der südkoreanische Autobauer Kia Motors einen Elektro-SUV für Indien, der auf einer flexiblen Plattform basieren könnte, auf der sowohl ICE- als auch Elektro-Varianten gebaut werden können. In Indien ist der Anteil der Elektrofahrzeuge an den Gesamtverkäufen von vierrädrigen Fahrzeugen noch gering, aber die Gesamtzahl wächst. Nach offiziellen Angaben haben sich die Zulassungen von Elektrofahrzeugen von 4.220 im Jahr 2020 auf 14.601 im Jahr 2021 und 11.669 in den ersten drei Monaten des Jahres 2022 beträchtlich vervielfacht. Auf Tata Motors entfielen rund 90 % der Zulassungen von Elektro-Vierradfahrzeugen in Indien.

Ostasiatische Automobilhersteller sind bestrebt, in den indischen Markt für Elektrofahrzeuge zu investieren. Hyundai Motor kündigte Ende 2021 an, 400 Mrd. Indische Rupien (knapp 5 Mrd. Euro) zu investieren und zwischen 2022 und 2028 sechs Elektrofahrzeuge in Indien auf den Markt zu bringen. Hyundai hat von der indischen Regierung die Genehmigung erhalten, Anreize für Investitionen in die Herstellung fortschrittlicher chemischer Zellen in Indien zu schaffen. Suzuki, die führende Pkw-Marke in Indien, kündigte im März an, 150 Mrd. Japanische Yen (1,1 Mrd. Euro) in Indien zu investieren, einschließlich eines Werks für Elektrofahrzeuge, eines Werks für Elektrobatterien und eines Werks für Fahrzeugrecycling. MG Motor, das sich im Besitz von SAIC befindet, kündigte im März ebenfalls eine Investition von 20 Mrd. indischen Rupien (knapp 248 Mio. Euro) in den indischen Markt für Elektrofahrzeuge an und gründete MG Charge, um innerhalb von 1.000 Tagen 1.000 AC-Ladestationen in Wohngebieten zu errichten.

In den letzten, heißen Sommerwochen wurden viele Dutzende elektrische Zweiräder angemeldet, die Feuer fingen, was darauf hindeutet, dass ein weniger entwickeltes lokales Batterie-Ökosystem ein Hindernis für den ständig steigenden Absatz von Elektrofahrzeugen in Indien sein könnte. In dieser Phase wächst die Nachfrage stark, da immer mehr Verbraucher den Wert des Produkts erkennen, und die Investitionen steigen, da die Unternehmen darauf bedacht sind, sich einen Anteil am neuen Markt zu sichern. Das Feuer bei elektrischen Zweirädern kann durch schlechte Zellen, ein schlechtes Batteriedesign oder ein schlechtes Batteriemanagementsystem verursacht werden. Aus Sicht der Industrie zeigt sich jedoch, dass die Entwicklung der Batterieversorgungskette in Indien leider nicht mit dem raschen Wachstum von elektrischen Zweirädern Schritt gehalten hat. Der Großteil des indischen Bedarfs an Batteriezellen wird durch Importe, hauptsächlich aus China, gedeckt, die möglicherweise nicht zum tropischen und politischen Klima passen. Außerdem könnten Hersteller von elektrischen Zweirädern unter Kosten- und Zeitdruck Qualitätseinbußen hinnehmen, da Lithium-Ionen-Batterien weltweit übermäßig gefragt sind und die Verbraucher sehr preissensibel sind.

Indiens EV-Verkaufswachstum wird von elektrischen Zwei- und Dreirädern angetrieben. Die indischen OEMs elektrischer Zweirädern verwenden, im Gegensatz zu denen von Dreirädern, für ihre Produkte Nickel-Mangan-Cobalt-Batterien, die ein höheres Explosionsrisiko bergen als Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die von E-Dreirad-OEMs eingesetzt werden. Letztere verfügen eine stabilere, aber weniger energieintensive Chemie der Batteriekathode. Nur der E-Zweiradhersteller Okaya verwendet derzeit Lithium-Eisenphosphat-Batterien in seinen neueren Modellen.

Wachstumsbranche Schmuckindustrie

Die Konkurrenz unter den Bundesländern Indiens wird immer schärfer, um Investitionen an sich zu ziehen. Das Bundesland Gujarat ist dafür bekannt, hier recht erfolgreich zu sein. Die meisten Diamanten der Welt werden in der Stadt Surat in Gujarat poliert. Die Regierung des Nachbars Maharashtra hat angeboten, Land und Infrastruktur für die Einrichtung eines Clusters zur Herstellung von Schmuckmaschinen zur Verfügung zu stellen, um die Herstellung von hochwertigem Schmuck zu weltweit wettbewerbsfähigen Preisen zu fördern.

In Navi Mumbai entsteht ein Industriepark für mehr als 1.000 Betriebe mit über 150.000 Arbeitsplätzen. Die Schmuckherstellung wurde bisher eher traditionell durchgeführt. Mit Blick auf den internationalen Markt wird jetzt erkannt, dass diese Industrie ein hochtechnischer Bereich werden wird, in dem verschiedene Technologien wie 3D-Design, Wachsguss, Galvanik, 3D-Metalldruck und sogar Prozessautomatisierung benötigt werden.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 5
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr. Nagaraj N. Rao

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