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Redazione RHC : 14 Dicembre 2024 09:59
Sebbene la grafite non faccia parte dei 17 elementi chimici chiamati “terre rare” in cui la Cina è leader assoluta nella produzione, il silicio, insieme alla grafite ultrapura, si conferma una delle risorse più preziose al mondo per il comparto tecnologico e ad alta innovazione.
La State Electronic Technology Corporation of China (CETC) ha raggiunto una precisione inimmaginabile nella produzione di grafite. Utilizzando sofisticate tecniche di lavorazione dei materiali, gli scienziati hanno sviluppato un metodo che consente loro di produrre in serie grafite con un’incredibile purezza del carbonio, oltre il 99,99995%.
Il direttore generale del CETC, Xie Yongqiang, ha sottolineato che la nuova attrezzatura è in grado di convertire la polvere di grafite con una purezza iniziale del 99,93% in un materiale quasi ideale. Il processo è così preciso che ogni molecola è sottoposta a un controllo multilivello e il livello raggiunto è così vicino al limite teorico che la quantità di impurità diventa quasi invisibile.
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La cosa più interessante è che con questo approccio il costo di produzione viene notevolmente ridotto. Gli ingegneri sono riusciti a ridurre i costi fino al 40% rispetto ai processi tradizionali. Ora l’equilibrio di potere nel mercato globale dei materiali ad alta tecnologia potrebbe cambiare radicalmente.
Poco prima dell’avvento della tecnologia CETC, China Minmetals Co ha anche introdotto il proprio sviluppo di grafite ultrapura. Tuttavia, il loro risultato era principalmente di natura sperimentale e non era adatto alla produzione di massa. Inoltre, la loro tecnologia richiedeva miglioramenti, quindi era impossibile introdurla nell’industria nel prossimo futuro.
La grafite con questo livello di purezza apre nuove prospettive per le industrie ad alta tecnologia. Nel settore dei veicoli elettrici, il materiale migliorerà le prestazioni delle batterie: aumentando la velocità di ricarica, la capacità e la durata complessiva. Ogni frazione percentuale di purezza influisce in modo critico sull’intensità energetica dei dispositivi di accumulo elettrico.
Anche la produzione di semiconduttori riceverà un impulso allo sviluppo. I crogioli di grafite possono ora essere prodotti con estrema precisione. I moderni metodi di lavorazione consentono di creare pareti con una superficie perfettamente liscia, che elimina difetti microscopici che possono contaminare il silicio fuso. Grazie all’eccezionale purezza del materiale utilizzato, il rischio di ingresso di elementi estranei è ridotto al minimo. Questo è fondamentale per la produzione di microchip, dove anche le impurità microscopiche possono interrompere la conduttività o causare il malfunzionamento dei componenti.
L’industria aeronautica è interessata al materiale per la sua stabilità termica unica. La grafite di elevata purezza può resistere a temperature estreme, rendendola indispensabile nella creazione di componenti speciali per la tecnologia aerospaziale. Viene utilizzato, ad esempio, per realizzare scudi termici ed elementi di motori a razzo, che devono mantenere le loro proprietà a temperature superiori a 2000 °C. Il materiale viene anche utilizzato attivamente per creare stampi per parti fuse, poiché non si deforma in caso di sbalzi di temperatura.
La grafite svolge un ruolo speciale nell’energia nucleare. Nei reattori nucleari agisce come moderatore di neutroni, contribuendo a controllare la reazione a catena e garantire la stabilità dell’impianto. L’elevata purezza riduce al minimo il rischio di reazioni chimiche indesiderate nel nocciolo del reattore, che è fondamentale per la sicurezza a lungo termine.
Naturalmente, lo sviluppo della CETC ha anche un significato geopolitico. La Cina ha già inserito la grafite ad elevata purezza nella sua lista di controllo delle esportazioni, trasformando di fatto il materiale in una risorsa strategica paragonabile per importanza ai metalli delle terre rare.
Il presidente della China Carbon Industry Association, Sun Qing, ha sottolineato in precedenza: la grafite è una risorsa naturale insostituibile che non può essere venduta a prezzi di dumping dopo una semplice lavorazione. Ciò significa che il controllo sulla sua produzione rappresenterà un serio vantaggio per la Cina di fronte alle restrizioni commerciali da parte degli Stati Uniti e dell’Unione Europea.
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