Kas laukia silicio?

 „Naujų medžiagų banga iš laboratorijos prasiveržė 2017 m., kai „Tesla“ susidūrė su esminiu savo istorijos momentu. Bendrovė išleido du sėkmingus prabangių automobilių modelius, tačiau, siekdama tapti pagrindine automobilių gamintoja, įmonė statė ant pigesnės, masinės rinkos, transporto priemonės.

 

    Kai Tesla išleido savo 3 modelį, ji turėjo slaptą techninį pranašumą prieš konkurentus: medžiaga, vadinama silicio karbidu. Viena iš pagrindinių elektromobilio dalių yra traukos inverteriai, kurie paima elektrą iš akumuliatorių, paverčia ją kitokia forma ir tiekia ratus sukantiems varikliams. Kad būtų pasiektas „Tesloms“ žinomas greitėjimas „prispaudžiant prie tavo sėdynės“, traukos inverteriai turi išpumpuoti šimtus kilovatų, tiek energijos, kad ji galėtų aprūpinti mažą kvartalą, ir būti pakankamai patikimi, kad galėtų važiuoti greitkeliu gyvybės ar mirties atveju.

 

    Nors ankstesni traukos inverteriai buvo pagaminti iš silicio, 3 modelių buvo pagaminti iš silicio karbido arba SiC, junginio, kuriame yra ir silicio, ir anglies. Europos bendrovė STMicroelectronics, gaminanti Teslos naudotus silicio karbido lustus, teigė, kad jie gali padidinti transporto priemonės ridos diapazoną iki 10 procentų, tuo pačiu sutaupant vietos ir svorio, o tai yra vertinga automobilių dizaino nauda. „Model 3 turi tokį pat mažą oro pasipriešinimo koeficientą kaip ir sportinio automobilio“, – „Nikkei Asia“ sakė Masayoshi Yamamoto, Nagojos universiteto inžinierius, ardantis elektrinių transporto priemonių komponentus. „Inverterių sumažinimas leido supaprastinti jo dizainą."

 

    „Model 3“ buvo sėkmingas, iš dalies dėl savo novatoriškos galios elektronikos ir parodė, kad elektromobiliai gali veikti dideliu mastu. (Taip pat „Tesla“ tapo viena vertingiausių kompanijų pasaulyje.)

 

    Sparčiai augant Teslai, kiti automobilių gamintojai agresyviai ėmėsi elektrifikuoti savo automobilių parką, o tai daug kur paskatino vyriausybės mandatai. Daugelis jų taip pat planuoja naudoti silicio karbidą ne tik traukos keitikliuose, bet ir kituose elektriniuose komponentuose, pvz., DC/DC keitikliuose, kurie maitina komponentus, tokius, kaip oro kondicionierius, ir integruotus įkroviklius, kurie papildo baterijas, kai automobilis prijungiamas prie elektros tinklo namie. 

 

Silicio karbidas kainuoja daug daugiau, nei silicis, tačiau daugelis gamintojų daro išvadą, kad nauda daugiau, nei kompensuoja, didesnę kainą.

 

    Silicis ir silicio karbidas yra naudingi elektronikoje, nes jie yra puslaidininkiai: jie gali būti elektros laidininkai, kaip yra metalai, ir izoliatoriai, kaip dauguma plastikų. Dėl šios savybės puslaidininkiai tampa pagrindinėmis tranzistorių medžiagomis – pagrindiniais šiuolaikinės elektronikos elementais.

 

    Silicio karbidas nuo silicio skiriasi tuo, kad turi plačią juostos tarpą, o tai reiškia, kad norint persijungti iš vienos būsenos į kitą, reikia daugiau energijos. Platus dažnių juostos tarpas arba WBG puslaidininkiai yra naudingi galios elektronikoje, nes jie gali efektyviau perkelti daugiau galios."