Grafen: pionierska produkcja grafenu w Wietnamie

Wrzesień 2021

By Katarzyna Jewell, Wydział Informacji i Zasięgu Cyfrowego, WIPO

Graphenel JSC z siedzibą w Ho Chi Minh City to firma technologiczna specjalizująca się w produkcji grafenu na dużą skalę i jego zastosowaniach. Jane Phung, odpowiedzialna za międzynarodowy rozwój firmy, omawia nowatorskie podejście firmy do produkcji grafenu, wyzwania stojące przed nią na rodzącym się wietnamskim rynku grafenu oraz rolę, jaką własność intelektualna (IP) wspiera swoją ambicję zostania wiodącym przemysłowym dostawcą materiałów na bazie grafenu.

Jakie są początki firmy?

Firma została założona przez Tuana Le, naszego CEO, i Jat Le, naszego Chief Project Officer, w 2011 roku. Studiowali razem, specjalizując się w chemii i nanomateriałach. Po ukończeniu studiów założyli firmę NanoLife, która skupiała się głównie na nanomateriałach. Następnie, gdy w centrum uwagi znalazł się grafen i jego niesamowite właściwości, zaczęli pracować wyłącznie nad nim i zmienili markę firmy na Graphenel JSC.

W tamtym czasie grafenu było mało, a jego produkcja była kosztowna. Dlatego moi koledzy postanowili znaleźć bardziej opłacalny sposób na opracowanie grafenu. Po około siedmiu latach badań i wielu próbach i błędach opracowali nowatorski proces produkcji grafenu. Mówiąc ogólnie, rafinujemy tłuszcze zwierzęce — takie jak te używane do produkcji kosmetyków — w celu masowej produkcji grafenu w opłacalny sposób. Ogólnie rzecz biorąc, do wytworzenia 1 grama grafenu potrzeba około 1 kg rafinowanego tłuszczu zwierzęcego, a pojedynczy cykl produkcyjny, w którym powstaje 6 kilogramów grafenu, trwa około dwóch dni.

Opowiedz nam więcej o swoim modelu biznesowym.

W przeciwieństwie do innych krajów o ugruntowanych rynkach grafenu, niewiele osób w Wietnamie zna grafen i jego niesamowite właściwości. Tak więc, aby rozwijać naszą działalność, polegamy na naszych sieciach, aby pomóc w rozpowszechnianiu informacji na rynku o tym, co robimy. Nasze produkty grafenowe sprzedajemy naukowcom pracującym nad nowymi materiałami. Byli bardzo pomocni w odsyłaniu nas do innych firm, z którymi współpracują. Umożliwiło nam to promowanie szerszego zrozumienia wartości, jaką mogą wnieść nasze materiały, oraz poszerzenie listy naszych klientów.

Niedawno uruchomiliśmy również nowy program współpracy, w ramach którego wspólnie z uniwersytetami, instytutami badawczymi i małymi firmami opracowujemy nowe materiały i produkty z wykorzystaniem grafenu. Partnerzy programu wyrażają zgodę na wykorzystanie naszych produktów grafenowych jako materiałów wejściowych. To sytuacja korzystna dla obu stron; korzystają z naszych produktów i wiedzy specjalistycznej, aby rozwijać swoje badania, a my stwarzamy okazję do komercjalizacji wszelkich nadających się do sprzedaży wyników, które wynikają z projektu badawczego. Przewidujemy, że program przyspieszy proces rozwoju produktu i naszą drogę na rynek.

Jak dotąd mamy podpisane umowy z dwoma uniwersytetami i jedną prywatną firmą.

W przygotowaniu jest szereg produktów, które mamy nadzieję wprowadzić na rynek do końca 2022 roku.

Czy w Wietnamie jest duże zapotrzebowanie na grafen?

W ujęciu globalnym nie jest tak duży, ale z pewnością istnieje wystarczający popyt, aby generować przychody. Oczywiście w przyszłości naszym celem jest zwiększenie udziału w rynku krajowym oraz w Australii i Francji, gdzie mamy klientów, a także na innych rynkach eksportowych.

Dzięki grafenowi możliwe będzie zmniejszenie śladu węglowego sektora budowlanego – produkcja cementu odpowiada obecnie za około 6 procent światowej emisji dwutlenku węgla – i otwarcie drogi do bardziej ekologicznego podejścia do projektowania budynków i infrastruktury.

Na jakich rodzajach zastosowań grafenu się koncentrujesz?

Na razie naszym najwyższym priorytetem jest praca, którą prowadzimy z Uniwersytetem Ton Duc Thang nad wykorzystaniem domieszek grafenu w produkcji cementu w celu zwiększenia wytrzymałości i długowieczności budynków. Testy pokazują, że wytrzymałość cementu na ściskanie i wytrzymałość na rozciąganie może wzrosnąć odpowiednio o 40 procent i do 30 procent. Dzięki grafenowi możliwe będzie zmniejszenie śladu węglowego sektora budowlanego – produkcja cementu odpowiada obecnie za około 6 procent światowej emisji dwutlenku węgla – i otwarcie drogi do bardziej ekologicznego podejścia do projektowania budynków i infrastruktury.

Pracujemy też nad dwoma innymi projektami. Pierwszy dotyczy amerykańsko-wietnamskiej firmy, która ma zintegrować grafen z urządzeniami medycznymi do noszenia, aby monitorować stan zdrowia osoby, która go nosi. Grafen jest materiałem wysoce przewodzącym, a osadzony w innych materiałach może przewodzić sygnały elektryczne i działać jako potężny czujnik o szerokim zakresie zastosowań, w tym w bioelektronice. Ogólnie rzecz biorąc, grafen sprawia, że ​​materiały kompozytowe są inteligentne.

Drugi projekt realizowany jest z Jeonbuk National University w Republice Korei, gdzie współpracujemy z naukowcami nad znalezieniem sposobów na poprawę cyklu życia i trwałości baterii przy użyciu grafenu.

Jaka była reakcja wietnamskich firm?

Rozmawialiśmy z dużymi firmami w Wietnamie i są one bardzo podekscytowane naszymi badaniami i tym, co można osiągnąć dzięki grafenowi. Istnieje jednak ogólne zaniepokojenie implikacjami kosztowymi stosowania go w ich produktach. Podkreślają również, że potrzebują stabilnego i niezawodnego źródła grafenu, które jest w stanie zaspokoić ich potrzeby na skalę przemysłową. Jeśli uda nam się sprostać temu zapotrzebowaniu, perspektywy są obiecujące. Dlatego zwiększamy nasze moce produkcyjne.

Jaką rolę odgrywa własność intelektualna w firmie?

Własność intelektualna jest dla nas bardzo ważna i odegrała kluczową rolę w zapewnieniu nam finansowania. Ponieważ grafen był tak nowy na naszym rynku, jedynym sposobem na przyciągnięcie potrzebnych nam funduszy było zademonstrowanie inwestorom zasadności naszego procesu produkcyjnego. Na mocy patent wniosek, który złożyliśmy w Urzędzie Własności Intelektualnej Wietnamu, byliśmy w stanie to zrobić. Dzięki tej aplikacji oraz silnemu profilowi ​​i doświadczeniu naszych współzałożycieli nasi inwestorzy zaczęli ufać naszemu procesowi.

Kiedy zobaczyliśmy, że nasza innowacja ma wartość, zdaliśmy sobie sprawę, że musimy ją natychmiast chronić. Chociaż rynek grafenu w Wietnamie nie jest dobrze rozwinięty, wiele firm na całym świecie produkuje grafen, więc było jasne, że tylko chroniąc naszą własność intelektualną, możemy pozostać konkurencyjni.

Zgłoszenie złożyliśmy we wrześniu 2019 r. Wciąż trwa, ale mamy nadzieję, że do końca 2021 r. otrzymamy potwierdzenie, że patent został przyznany.

Dlaczego dla Graphenel ważna jest współpraca z naukowcami uniwersyteckimi?

Po prostu dlatego, że naukowcy uniwersyteccy są w stanie przekazać wiedzę o tym materiale swoim studentom, którzy z kolei stosują go w różnych produktach. Naukowcy uniwersyteccy rozumieją znaczenie grafenu i wartość dodaną produktów. Dzięki recenzowanym artykułom i kontaktom przekażą wiedzę na temat grafenu i jego potencjalnych zastosowań swoim rówieśnikom w Wietnamie i innych krajach. W ten sposób ludzie dowiedzą się o grafenie i naszych produktach.

Jak chronicie swoje IP podczas współpracy z uczelniami?

Poprzez połączenie umów o zachowaniu poufności i innych umów, w których nasi partnerzy zgadzają się nie ujawniać szczegółów naszego procesu produkcyjnego. Ogólnie rzecz biorąc, kiedy z nimi współpracujemy, przedstawiamy ogólny zarys naszego procesu, bez ujawniania podstawowych szczegółów; wiedzą, co się dzieje, ale nie na tyle, by to skopiować.

Grafen obejmuje rodzinę materiałów, z których każdy ma inne właściwości. Jakie rodzaje materiałów produkujecie?

Produkujemy grafen w jego najsurowszej postaci. Mamy cztery wyróżnione produkty: tlenek grafenu, zredukowany tlenek grafenu, warstwy grafenu i nanopłytki grafenu. Wszystkie są produktami w proszku i chociaż można ich używać do tych samych celów, niektóre formy są bardziej odpowiednie dla określonych produktów.

Na przykład nasze nanopłytki grafenu najlepiej nadają się do domieszek do cementu i niektórych produktów do uzdatniania wody, podczas gdy tlenek grafenu i zredukowany tlenek grafenu są bardziej odpowiednie do stosowania w czujnikach i bateriach. Nasze warstwy grafenowe sprzedajemy firmom, które same przetwarzają grafen bez naszej pomocy.

Kiedy zobaczyliśmy, że nasza innowacja ma wartość, zdaliśmy sobie sprawę, że musimy ją natychmiast chronić.

Ile grafenu produkujecie rocznie?

Obecnie produkujemy około 100 kg warstw grafenu, 1 tonę nanopłytek grafenu i 10 kg tlenku grafenu. Ale jesteśmy w fazie ekspansji. Obecnie w naszej fabryce pracuje pięciu pracowników pełnoetatowych i rośnie liczba pracowników zatrudnionych w niepełnym wymiarze godzin. Do końca roku spodziewamy się 10-krotnego zwiększenia mocy produkcyjnych.

Jakie są główne wyzwania, przed którymi stoisz?

Jak wspomniałem wcześniej, budowanie świadomości na temat grafenu i jego właściwości było dużym wyzwaniem. Następnie, wchodząc na rynki zagraniczne, spotkaliśmy się z niskim poziomem zaufania wśród potencjalnych klientów. Nasze podejście do własności intelektualnej było ważnym czynnikiem w rozwianiu ich wątpliwości co do nas i faktycznie otworzyło rozmowy z wieloma firmami z innych krajów. Zachęciło ich to do bliższego przyjrzenia się naszemu procesowi, a kiedy to zrobili, okazało się, że jest bardziej interesujący, niż początkowo myśleli.

Problemem pozostaje również koszt. Chociaż koszt grafenu znacznie spadł w ciągu ostatniej dekady, nadal jest on kosztowny dla firm do wykorzystania na dużą skalę. Musimy więc znaleźć sposoby na dalsze obniżenie jego kosztów. Musimy również kontynuować współpracę z potencjalnymi klientami, aby pokazać potencjalne korzyści płynące z zastosowania grafenu w ich produktach.

Kontrola jakości to kolejna ważna kwestia. Wietnam nie ma jeszcze organu ds. standardów jakości dla grafenu. Próbujemy temu zaradzić, porównując nasze produkty grafenowe z produktami z innych krajów. Przyglądając się nowym rynkom, patrzymy również na ich standardy. Na razie po prostu pracujemy nad tym, aby nasze materiały spełniały to, co obiecujemy. Trudno jest rozmawiać z ludźmi o jakości, gdy nie mamy żadnych norm krajowych. Chcielibyśmy więc opracować i wdrożyć standardy jakości dla grafenu, które inne branże będą w stanie zrozumieć i którym będą mogły zaufać. Tylko wtedy klienci będą mieli zaufanie do jakości naszych produktów. Współpracujemy w tej sprawie z władzami krajowymi. Myślę, że jesteśmy na dobrej drodze, ale musimy być szybsi, jeśli chcemy wejść na rynek.

Co należy zrobić, aby wesprzeć komercjalizację materiałów grafenowych i dlaczego jest to ważna kwestia dla decydentów?

Decydenci polityczni mają do odegrania niezwykle ważną rolę w tworzeniu środowiska politycznego umożliwiającego rozwój rynku grafenu. Wiąże się to z ustanowieniem standardów jakości produkcji grafenu, którym rynek może zaufać. To także doprecyzowanie granic prawnych komercjalizacji grafenu.

Chcielibyśmy, aby polityki, takie jak ulgi podatkowe, wspierały krajową produkcję grafenu zarówno na rynki krajowe, jak i eksportowe. Taka polityka umożliwiłaby krajowym producentom grafenu konkurowanie z producentami z innych krajów. Gdyby rząd mógł zrobić coś, by wesprzeć lokalną produkcję grafenu, byłoby dobrze.

Własność intelektualna jest dla nas bardzo ważna i odegrała kluczową rolę w zapewnieniu nam finansowania.

Czy przereklamowano grafen i jego potencjał?

Nie, nie bardzo. To prawda, ma zastosowania w wielu sektorach, ale inne materiały również. Problem polega na tym, że nie do końca rozumiemy, jak można to najlepiej zastosować. Myślę, że grafen ma dobrą przyszłość, ale czy na zawsze? Nie jestem pewny. Jest wysoce prawdopodobne, że w przyszłości pojawi się jakiś inny niesamowity nowy materiał, który będzie z nim konkurował.

Jakie nowe zastosowania materiałów grafenowych najbardziej Cię ekscytują?

Osobiście jestem najbardziej podekscytowany bateriami elektrycznymi. W tej chwili wiele naszych urządzeń opiera się na bateriach, więc gdybyśmy mogli użyć grafenu do wydłużenia cyklu życia baterii, aby ładowały się szybciej i dłużej utrzymywały większą moc, byłoby wspaniale. Oznaczałoby to, że moglibyśmy zmniejszyć liczbę baterii, które wyrzucamy każdego roku, i przyczynić się do uczynienia świata bardziej zielonym.

Jakie są Twoje plany na przyszłość?

Będziemy nadal rozwijać naszą działalność w obszarach bioelektroniki, cementu i baterii. Jesteśmy szczególnie podekscytowani branżą baterii i chcemy edukować ten rynek na temat grafenu oraz rozwijać i komercjalizować dobre baterie na bazie grafenu dla bardziej ekologicznego społeczeństwa.

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