Grafeen: teedrajav grafeenitootmine Vietnamis

september 2021

By Catherine Jewell, WIPO teabe ja digitaalse teavitustöö osakond

Graphenel JSC, mis asub Ho Chi Minhi linnas, on tehnoloogiaettevõte, mis on spetsialiseerunud grafeeni ja selle rakenduste suuremahulisele tootmisele. Ettevõtte rahvusvahelise äriarenduse eest vastutav Jane Phung käsitleb ettevõtte uudset lähenemist grafeeni tootmisele, väljakutseid, millega see silmitsi seisab Vietnami tärkaval grafeeniturul, ja rolli, intellektuaalomandi (IP) toetab oma ambitsiooni saada juhtivaks grafeenipõhiste materjalide tööstustarnijaks.

Mis on ettevõtte päritolu?

Ettevõtte asutasid meie tegevjuht Tuan Le ja meie projektijuht Jat Le 2011. aastal. Nad õppisid koos, erialaks keemia ja nanomaterjalid. Pärast kooli lõpetamist asutasid nad äri NanoLife, mis keskendus suures osas nanomaterjalidele. Siis, kui grafeen ja selle hämmastavad omadused tulid fookusesse, hakkasid nad ainult selle kallal töötama ja muutsid ettevõtte nimeks Graphenel JSC.

Tol ajal oli grafeeni vähe ja selle valmistamine oli kulukas. Niisiis otsustasid mu kolleegid leida grafeeni arendamiseks kuluefektiivsema viisi. Pärast umbes seitse aastat kestnud uurimistööd ja palju katse-eksitusi jõudsid nad uudse grafeeni tootmise protsessini. Laias laastus rafineerime loomset rasva – näiteks seda, mida kasutati kosmeetikatoodete tootmiseks – grafeeni masstootmiseks kuluefektiivsel viisil. Üldiselt kulub 1 grammi grafeeni valmistamiseks umbes 1 kg rafineeritud loomset rasva ja üks tootmistsükkel, mis toodab 6 kilogrammi grafeeni, võtab aega umbes kaks päeva.

Rääkige meile oma ärimudelist lähemalt.

Erinevalt teistest väljakujunenud grafeeniturgudega riikidest tunnevad Vietnamis vähesed inimesed grafeeni ja selle hämmastavaid omadusi. Seega oleme oma äri arendamiseks toetunud oma võrgustikele, mis aitavad turul levitada sõna meie tegemiste kohta. Müüme oma grafeenitooteid teadlastele, kes töötavad uute materjalidega. Nad on aidanud meid suunata teistele ettevõtetele, kellega nad koostööd teevad. See on võimaldanud meil edendada laiemat arusaamist meie materjalide lisaväärtusest ja laiendada oma klientide nimekirja.

Hiljuti käivitasime ka uue koostööprogrammi, kus töötame koos ülikoolide, uurimisinstituutide ja väikeettevõtetega välja uusi grafeeni kasutavaid materjale ja tooteid. Programmi partnerid nõustuvad kasutama meie grafeenitooteid sisendmaterjalina. See on mõlemale poolele kasulik olukord; nad saavad meie toodetest ja teadmistest kasu oma uurimistöö edendamiseks ning me loome võimaluse turustada kõik uurimisprojektist tulenevad turustatavad väljundid. Eeldame, et programm kiirendab tootearendusprotsessi ja meie teekonda turule.

Seni on meil lepingud sõlmitud kahe ülikooli ja ühe eraettevõttega.

Valikus on mitmeid tooteid, mida loodame turule tuua 2022. aasta lõpuks.

Kas Vietnamis on grafeeni järele suur nõudlus?

Globaalses plaanis pole see nii suur, kuid meil on tulu teenimiseks kindlasti piisavalt nõudlust. Loomulikult on edaspidiseks eesmärgiks kasvatada oma turuosa nii kodumaal kui ka Austraalias ja Prantsusmaal, kus meil on kliente, aga ka muudel eksporditurgudel.

Grafeeniga on võimalik parandada ehitus- ja ehitussektori süsiniku jalajälge – praegu moodustab tsemendi tootmine ligikaudu 6 protsenti ülemaailmsetest süsinikdioksiidi heitkogustest – ning avab tee keskkonnasõbralikumatele lähenemisviisidele hoonete ja infrastruktuuri projekteerimisel.

Millistele grafeenirakendustele keskendute?

Praegu on meie peamiseks prioriteediks töö, mida teeme koos Ton Duc Thangi ülikooliga grafeenilisandite kasutamisel tsemendi tootmisel, et suurendada hoonete tugevust ja pikaealisust. Katsed näitavad, et tsemendi surve- ja tõmbetugevus võivad suureneda vastavalt kuni 40 protsenti ja kuni 30 protsenti. Grafeeniga on võimalik parandada ehitus- ja ehitussektori süsiniku jalajälge – praegu moodustab tsemendi tootmine ligikaudu 6 protsenti ülemaailmsetest süsinikdioksiidi heitkogustest – ning avab tee keskkonnasõbralikumatele lähenemisviisidele hoonete ja infrastruktuuri projekteerimisel.

Samuti tegeleme kahe teise projektiga. Esimene on Ameerika-Vietnami ettevõttega integreerida grafeen kantavatesse meditsiiniseadmetesse, et jälgida seda kandva inimese tervist. Grafeen on väga juhtiv materjal ja kui see on manustatud teistesse materjalidesse, võib see juhtida elektrisignaale ja toimida võimsa andurina, millel on lai valik rakendusi, sealhulgas bioelektroonikas. Üldiselt muudab grafeen komposiitmaterjalid nutikaks.

Teine projekt on koos Jeonbuki riikliku ülikooliga Korea Vabariigis, kus me töötame teadlastega, et leida viise, kuidas grafeeni abil parandada akude eluiga ja vastupidavust.

Kuidas on Vietnami ettevõtted reageerinud?

Oleme rääkinud Vietnami suurte ettevõtetega ja nad on väga põnevil meie uurimistööst ja sellest, mida on võimalik grafeeniga saavutada. Siiski on üldine mure selle pärast nende toodetes kasutamise kuludele. Samuti rõhutavad nad vajadust stabiilse ja usaldusväärse grafeeniallika järele, mis suudab rahuldada nende tööstusliku ulatusega vajadusi. Kui suudame selle nõudluse rahuldada, on väljavaated paljulubavad. Seetõttu suurendame oma tootmisvõimsust.

Millist rolli mängib intellektuaalomand ettevõttes?

Intellektuaalomand on meie jaoks ülitähtis ja on olnud võtmetähtsusega rahastamise tagamisel. Kuna grafeen oli meie turul nii uus, oli ainus viis vajalike rahaliste vahendite kaasamiseks näidata investoritele meie tootmisprotsessi paikapidavust. Tugevuse kohta patent Vietnami intellektuaalomandi büroole esitatud taotluse saime sellega hakkama. Tänu sellele taotlusele ning meie kaasasutajate tugevale profiilile ja kogemustele hakkasid meie investorid meie protsessi usaldama.

Kui nägime, et meie uuendusel on väärtus, mõistsime, et peame seda kohe kaitsma. Kuigi Vietnami grafeeniturg ei ole hästi arenenud, toodavad paljud ettevõtted üle maailma grafeeni, mistõttu oli selge, et ainult oma intellektuaalomandi kaitsmisega saame konkurentsis püsida.

Esitasime oma taotluse septembris 2019. See on veel menetluses, kuid loodame saada kinnituse, et patent on antud 2021. aasta lõpuks.

Miks on Grapheneli jaoks oluline teha koostööd ülikooli teadlastega?

Lihtsalt sellepärast, et ülikoolide teadlased suudavad levitada selle materjali kohta teadmisi oma õpilastele, kes omakorda rakendavad seda erinevate toodete puhul. Ülikooli teadlased mõistavad grafeeni tähtsust ja väärtust, mida see toodetele lisab. Oma eelretsenseeritud artiklite ja kontaktide kaudu edastavad nad teadmisi grafeeni ja selle võimalike rakenduste kohta oma eakaaslastele Vietnamis ja mujal. Nii saavad inimesed grafeenist ja meie toodetest teada.

Kuidas kaitsete oma IP-d ülikoolidega koostööd tehes?

Kombineerides mitteavaldamise lepinguid ja muid lepinguid, milles meie partnerid nõustuvad mitte avaldama meie tootmisprotsessi üksikasju. Üldiselt, kui me nendega suhtleme, anname oma protsessist üldise ülevaate ilma põhidetaile avaldamata; nad teavad, mis toimub, kuid mitte piisavalt, et seda kopeerida.

Grafeen hõlmab materjalide perekonda, millest igaühel on erinevad omadused. Mis tüüpi materjale te toodate?

Toodame grafeeni kõige tooremal kujul. Meil on neli esiletoodud toodet: grafeenoksiid, redutseeritud grafeenoksiid, grafeenikihid ja grafeeni nanotrombotsüüdid. Need on kõik pulbrilised tooted ja kuigi neid saab kasutada samadel eesmärkidel, on mõned vormid konkreetsete toodete jaoks sobivamad.

Näiteks meie grafeeni nanotrombotsüüdid sobivad kõige paremini tsemendilisandite ja mõnede veepuhastustoodetega, samas kui grafeenoksiid ja redutseeritud grafeenoksiid sobivad rohkem andurites ja akudes kasutamiseks. Müüme oma grafeenikihte ettevõtetele, kes töötlevad grafeeni ise ilma meie abita.

Kui nägime, et meie uuendusel on väärtus, mõistsime, et peame seda kohe kaitsma.

Kui palju grafeeni te aastas toodate?

Praegu toodame umbes 100 kg grafeenikihte, 1 tonni grafeeni nanoplaate ja 10 kg grafeenoksiidi. Kuid me oleme laienemisfaasis. Meil on praegu viis täiskohaga töötajat ja üha rohkem osalise tööajaga töötajaid, kes töötavad meie tehases. Aasta lõpuks loodame oma tootmisvõimsust 10 korda suurendada.

Millised on peamised väljakutsed, millega silmitsi seisate?

Nagu ma varem mainisin, on teadlikkuse tõstmine grafeenist ja selle omadustest olnud suur väljakutse. Seejärel puutusime välisturgudele sisenedes silmitsi potentsiaalsete klientide madala usaldusega. Meie lähenemine IP-le oli oluline tegur, mis hajutas nende kahtlusi meie suhtes, ja avas tegelikult vestlused mitmete teiste riikide ettevõtetega. See julgustas neid meie protsessi lähemalt vaatama ja kui nad seda tegid, leidsid nad, et see oli huvitavam, kui nad alguses arvasid.

Probleemiks jääb ka hind. Kuigi grafeeni hind on viimase kümnendi jooksul märkimisväärselt langenud, on selle laiaulatuslik kasutamine ettevõtetele endiselt kallis. Seega peame leidma viise, kuidas selle kulusid veelgi vähendada. Samuti peame jätkama koostööd potentsiaalsete klientidega, et näidata grafeeni kasutamise võimalikke eeliseid nende toodetes.

Teine oluline teema on kvaliteedikontroll. Vietnamil ei ole veel grafeeni kvaliteedistandardite asutust. Oleme püüdnud sellest üle saada, võrreldes oma grafeenitooteid teiste riikide toodetega. Uusi turge vaadates vaatame ka nende standardeid. Praegu töötame lihtsalt selle nimel, et meie materjalid teeksid seda, mida me ütleme. Suhteliselt raske on inimestega kvaliteedist rääkida, kui meil puuduvad riiklikud standardid. Seega tahaksime näha grafeeni kvaliteedistandardite väljatöötamist ja rakendamist, mida teised tööstused mõistavad ja usaldavad. Ainult sel juhul on klientidel meie toodete kvaliteeti kindel. Teeme selle nimel koostööd riiklike ametiasutustega. Arvan, et oleme õigel teel, kuid peame olema kiiremad, kui tahame turule tungida.

Mida tuleb teha grafeenimaterjalide turustamise toetamiseks ja miks on see poliitikakujundajate jaoks oluline küsimus?

Poliitikakujundajatel on grafeenituru õitsenguks vajaliku poliitilise keskkonna väljatöötamisel äärmiselt oluline roll. See hõlmab grafeeni tootmise kvaliteedistandardite kehtestamist, mida turg võib usaldada. See tähendab ka grafeeni turustamist reguleerivate õiguslike piiride selgitamist.

Tahaksime näha poliitikat, nagu maksusoodustused, mis toetaksid grafeeni kodumaist tootmist nii kodu- kui ka eksporditurgudel. Selline poliitika võimaldaks kodumaistel grafeenitootjatel konkureerida teiste riikide tootjatega. Kui valitsus saaks midagi ette võtta, et toetada kohalikku grafeenitootmist, oleks see hea.

Intellektuaalomand on meie jaoks ülitähtis ja on olnud võtmetähtsusega rahastamise tagamisel.

Kas grafeeni ja selle potentsiaali on liialdatud?

Ei ole tegelikult. Tõsi, sellel on rakendusi paljudes sektorites, kuid sama on ka muude materjalidega. Probleem on selles, et me ei mõista veel täielikult, kuidas seda kõige paremini rakendada. Ma arvan, et grafeenil on hea tulevik, aga kas see on igavesti? Ma pole kindel. On väga tõenäoline, et tulevikus tuleb sellega konkureerima mõni muu hämmastav uus materjal.

Millistest uutest grafeenimaterjalide kasutusviisidest olete kõige rohkem põnevil?

Mina isiklikult olen kõige rohkem põnevil elektripatareidest. Praegu toetuvad paljud meie seadmed akudele, nii et kui saaksime kasutada grafeeni akude eluea parandamiseks, nii et need laadiksid kiiremini ja hoiaksid kauem energiat, oleks see hämmastav. See tähendaks, et saaksime igal aastal ära visata akude arvu ja aidata muuta maailma rohelisemaks.

Mis on Sinu tulevikuplaanid?

Jätkame oma töö arendamist bioelektroonika, tsemendi ja akude valdkonnas. Oleme eriti põnevil akutööstuse üle ja soovime seda turgu grafeeni kohta harida ning arendada ja turustada häid grafeenipõhiseid akusid rohelisema ühiskonna jaoks.

Allikas: https://www.wipo.int/wipo_magazine/en/2021/03/article_0005.html