Graphenel: banbrytande grafenproduktion i Vietnam

september 2021

By Catherine Jewell, Information och Digital Outreach Division, WIPO

Graphenel JSC, baserat i Ho Chi Minh City, är ett teknikföretag som är specialiserat på storskalig produktion av grafen och dess tillämpningar. Jane Phung, ansvarig för företagets internationella affärsutveckling, diskuterar företagets nya inställning till grafenproduktion, de utmaningar det står inför på Vietnams begynnande grafenmarknad och den roll som immateriella rättigheter (IP) bidrar till att stödja dess ambition att bli en ledande industriell leverantör av grafenbaserade material.

Vad är företagets ursprung?

Företaget grundades av Tuan Le, vår VD, och Jat Le, vår chefsprojektledare, 2011. De studerade tillsammans, med huvudämne i kemi och nanomaterial. Efter examen startade de ett företag, NanoLife, som fokuserade brett på nanomaterial. Sedan, när grafen och dess fantastiska egenskaper hamnade i fokus, började de arbeta exklusivt med det och namngav företaget om till Graphenel JSC.

På den tiden var grafen ont om och dess tillverkning var kostsam. Så mina kollegor bestämde sig för att hitta ett mer kostnadseffektivt sätt att utveckla grafen. Efter cirka sju år av forskning och mycket trial and error, kom de fram till en ny process för att tillverka grafen. I stora drag förfinar vi animaliskt fett – som det som används för att tillverka kosmetika – för att massproducera grafen på ett kostnadseffektivt sätt. I allmänhet tar det cirka 1 kg raffinerat animaliskt fett för att skapa 1 gram grafen, och en enda produktionscykel, som producerar 6 kg grafen, tar cirka två dagar.

Berätta mer om din affärsmodell.

Till skillnad från andra länder med etablerade grafenmarknader är det få människor i Vietnam som är bekanta med grafen och dess fantastiska egenskaper. Så för att utveckla vår verksamhet har vi förlitat oss på att våra nätverk hjälper till att sprida budskapet på marknaden om vad vi gör. Vi säljer våra grafenprodukter till forskare som arbetar med nya material. De har varit mycket hjälpsamma med att hänvisa oss till andra företag de arbetar med. Detta har gjort det möjligt för oss att främja en bredare förståelse för värdet som vårt material kan tillföra och utöka vår kundlista.

Vi lanserade också nyligen ett nytt samarbetsprogram, där vi utvecklar nya material och produkter med hjälp av grafen tillsammans med universitet, forskningsinstitut och små företag. Programpartners samtycker till att använda våra grafenprodukter som insatsmaterial. Det är en win-win situation; de drar nytta av våra produkter och expertis för att främja sin forskning, och vi skapar en möjlighet att kommersialisera alla säljbara resultat som kommer från forskningsprojektet. Vi räknar med att programmet kommer att påskynda produktutvecklingsprocessen och vår resa till marknaden.

Hittills har vi avtal på plats med två universitet och ett privat företag.

Ett antal produkter är på gång, som vi hoppas kunna introducera på marknaden i slutet av 2022.

Finns det en stor efterfrågan på grafen i Vietnam?

Globalt sett är det inte så stort, men det finns säkert tillräckligt med efterfrågan för att vi ska kunna generera intäkter. Framöver är vårt mål naturligtvis att öka vår marknadsandel på hemmaplan och i Australien och Frankrike, där vi har kunder, såväl som på andra exportmarknader.

Med grafen kommer det att vara möjligt att förbättra koldioxidavtrycket för bygg- och anläggningssektorn – cementproduktion står för närvarande för cirka 6 procent av de globala koldioxidutsläppen – och öppna vägen för grönare tillvägagångssätt för byggnads- och infrastrukturdesign.

Vilka typer av grafenapplikationer fokuserar du på?

För närvarande är vår högsta prioritet det arbete vi gör med Ton Duc Thang University om användningen av grafentillsatser i cementproduktion för att öka styrkan och livslängden hos byggnader. Tester visar att cementens tryckhållfasthet och draghållfasthet kan öka med upp till 40 procent respektive upp till 30 procent. Med grafen kommer det att vara möjligt att förbättra koldioxidavtrycket för bygg- och anläggningssektorn – cementproduktion står för närvarande för cirka 6 procent av de globala koldioxidutsläppen – och öppna vägen för grönare tillvägagångssätt för byggnads- och infrastrukturdesign.

Vi arbetar även med två andra projekt. Den första är med ett amerikansk-vietnamesiskt företag för att integrera grafen i bärbar medicinsk utrustning för att övervaka hälsan hos personen som bär den. Grafen är ett mycket ledande material och när det är inbäddat i andra material kan det leda elektriska signaler och fungera som en kraftfull sensor med ett brett spektrum av tillämpningar, inklusive inom bioelektronik. Generellt sett gör grafen kompositmaterial smarta.

Det andra projektet är med Jeonbuk National University i Republiken Korea, där vi arbetar med forskare för att hitta sätt att förbättra livscykeln och hållbarheten för batterier med hjälp av grafen.

Vad har svaret från vietnamesiska företag varit?

Vi har pratat med stora företag i Vietnam och de är väldigt exalterade över vår forskning och vad som kan uppnås med grafen. Det finns dock en allmän oro över kostnadskonsekvenserna av att använda det i sina produkter. De betonar också sitt behov av en stabil och pålitlig grafenkälla som kan möta deras industriella behov. Kan vi möta den efterfrågan är utsikterna lovande. Det är därför vi skalar upp vår produktionskapacitet.

Vilken roll spelar immateriella rättigheter i företaget?

Immateriella rättigheter är väldigt viktiga för oss och har varit avgörande för att vi ska kunna säkra finansiering. Eftersom grafen var så nytt på vår marknad var det enda sättet att attrahera de medel vi behövde att visa giltigheten i vår tillverkningsprocess för investerare. På styrkan av patent ansökan som vi hade lämnat in till Intellectual Property Office i Vietnam kunde vi göra detta. Med den ansökan, och den starka profilen och erfarenheten från våra medgrundare, började våra investerare lita på vår process.

När vi såg att vår innovation hade ett värde insåg vi att vi behövde skydda den omedelbart. Även om grafenmarknaden i Vietnam inte är välutvecklad, tillverkar många företag runt om i världen grafen, så det var tydligt att endast genom att skydda vår IP kunde vi förbli konkurrenskraftiga.

Vi lämnade in vår ansökan i september 2019. Den pågår fortfarande, men vi hoppas få en bekräftelse på att patentet har beviljats ​​i slutet av 2021.

Varför är det viktigt för Graphenel att samarbeta med universitetsforskare?

Helt enkelt för att universitetsforskare kan sprida kunskap om detta material till sina studenter, som i sin tur tillämpar det på olika produkter. Universitetsforskare förstår vikten av grafen och det värde det tillför produkter. Genom sina fackgranskade artiklar och kontakter kommer de att överföra kunskap om grafen och dess potentiella tillämpningar till sina kamrater i Vietnam och på andra håll. På så sätt kommer människor att lära sig om grafen och våra produkter.

Hur skyddar du din IP när du samarbetar med universitet?

Genom en kombination av sekretessavtal och andra avtal där våra partners samtycker till att inte avslöja detaljer om vår tillverkningsprocess. I allmänhet, när vi samarbetar med dem, ger vi en allmän översikt över vår process, utan att avslöja kärndetaljer; de vet vad som händer men inte tillräckligt för att kopiera det.

Grafen täcker en familj av material, alla med olika egenskaper. Vilka typer av material producerar du?

Vi tillverkar grafen i dess råaste form. Vi har fyra utvalda produkter: grafenoxid, reducerad grafenoxid, grafenlager och grafennano-blodplättar. De är alla pulverprodukter och även om de kan användas för samma ändamål, är vissa former mer lämpliga för specifika produkter.

Till exempel är våra grafennanoplättar bäst lämpade för cementblandningar och vissa vattenbehandlingsprodukter, medan grafenoxid och reducerad grafenoxid är mer lämpade för användning i sensorer och batterier. Vi säljer våra grafenlager till företag som själva bearbetar grafenen utan vår hjälp.

När vi såg att vår innovation hade ett värde insåg vi att vi behövde skydda den omedelbart.

Hur mycket grafen producerar du varje år?

Just nu producerar vi cirka 100 kg grafenlager, 1 ton grafennano-blodplättar och 10 kg grafenoxid. Men vi är i en expansionsfas. Vi har för närvarande fem heltidsanställda och ett växande antal deltidsanställda som arbetar i vår fabrik. Vid årsskiftet räknar vi med att öka vår produktionskapacitet 10 gånger.

Vilka är de största utmaningarna du står inför?

Som jag nämnde tidigare har det varit en stor utmaning att bygga medvetenhet om grafen och dess egenskaper. Sedan när vi gick in på utländska marknader mötte vi låga nivåer av förtroende bland potentiella kunder. Vårt förhållningssätt till IP var en viktig faktor för att skingra deras tvivel om oss, och öppnade faktiskt samtal med ett antal företag från andra länder. Det uppmuntrade dem att titta närmare på vår process och när de gjorde det tyckte de att det var mer intressant än de först trodde.

Kostnaden förblir också ett problem. Även om kostnaden för grafen har sjunkit avsevärt under det senaste decenniet, är det fortfarande dyrt för företag att använda i stor skala. Så vi måste hitta sätt att ytterligare minska kostnaderna. Vi måste också fortsätta arbeta med potentiella kunder för att visa de potentiella fördelarna med att använda grafen i sina produkter.

Kvalitetskontroll är en annan viktig fråga. Vietnam har ännu ingen kvalitetsstandard för grafen. Vi har försökt övervinna detta genom att jämföra våra grafenprodukter mot produkter från andra länder. När vi tittar på nya marknader tittar vi också på deras standarder. För tillfället arbetar vi helt enkelt för att våra material ska göra som vi säger att de gör. Det är ganska svårt att prata med folk om kvalitet när vi inte har några nationella standarder på plats. Så vi skulle vilja se utveckling och implementering av kvalitetsstandarder för grafen som andra industrier kan förstå och lita på. Först då kommer kunderna att lita på kvaliteten på våra produkter. Vi samarbetar med de nationella myndigheterna om detta. Jag tror att vi är på rätt väg, men vi måste vara snabbare om vi vill slå in på marknaden.

Vad behöver göras för att stödja kommersialiseringen av grafenmaterial och varför är detta en viktig fråga för beslutsfattare?

Politiker har en oerhört viktig roll att spela för att utveckla en policymiljö för att grafenmarknaden ska blomstra. Det handlar om att fastställa kvalitetsstandarder för tillverkning av grafen som marknaden kan lita på. Det innebär också att klargöra de juridiska gränserna för kommersialiseringen av grafen.

Vi skulle vilja se politik, som skattelättnader, för att stödja inhemsk produktion av grafen för både hemma- och exportmarknader. En sådan politik skulle göra det möjligt för inhemska grafenproducenter att konkurrera med producenter från andra länder. Om regeringen kunde göra något för att stödja lokal grafenproduktion skulle det vara bra.

Immateriella rättigheter är väldigt viktiga för oss och har varit avgörande för att vi ska kunna säkra finansiering.

Har grafen och dess potential blivit överhypad?

Nej inte direkt. Det är sant, det har tillämpningar inom många sektorer, men det har andra material också. Problemet är att vi ännu inte helt förstår hur det bäst kan tillämpas. Jag tror att grafen har en bra framtid, men är det för alltid? Jag är inte säker. Det är mycket troligt att något annat fantastiskt nytt material kommer att tävla med det i framtiden.

Vilka nya användningsområden för grafenmaterial är du mest upphetsad över?

Själv är jag mest exalterad över elektriska batterier. Just nu är många av våra enheter beroende av batterier, så om vi kunde använda grafen för att förbättra batteriernas livscykel så att de laddas snabbare och håller mer ström längre, skulle det vara fantastiskt. Det skulle innebära att vi skulle kunna minska antalet batterier vi slänger varje år och bidra till att göra världen grönare.

Vad är dina planer för framtiden?

Vi kommer att fortsätta att utveckla vårt arbete inom områdena bioelektronik, cement och batterier. Vi är särskilt glada över batteriindustrin och är angelägna om att utbilda den marknaden om grafen och att utveckla och kommersialisera bra grafenbaserade batterier för ett grönare samhälle.

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