Kinijos saulės energijos dominavimas susiduria su itin plono elemento iššūkiu

  "TOKIJAS – Kinijos beveik monopolija saulės energijos rinkoje paskatino JAV ir sąjungininkus paspartinti sprendimų paieškas. Inžinieriai mano, kad jie rado tokį saulės elementų tipą, kuris atrodo, kaip seno fotoaparato juosta.

 

     Japonija stumia technologiją su subsidijomis ir kita parama – tai ženklas, kaip atsinaujinanti energija kartu su kitomis aukštųjų technologijų sritimis, tokiomis, kaip puslaidininkiai, tapo geopolitiniu futbolu.

 

     Kinijos įmonės kontroliuoja daugiau, nei 80 % pasaulinės silicio saulės kolektorių tiekimo grandinės, o Kinijos polisilicio, pagrindinės plokščių medžiagos, dalis yra dar didesnė. „Pasaulis beveik visiškai pasikliaus Kinija, tiekdamas pagrindinius saulės kolektorių gamybos blokus iki 2025 m.“, – teigia Tarptautinė energetikos agentūra.

 

     JAV Bideno administracija siekia sukurti vietinę saulės baterijų tiekimo grandinę.

 

     Japonija, taip pat ieškanti vietinio saulės energijos sprendimo, daugiausia dėmesio skiria vadinamiesiems perovskitiniams saulės elementams, kuriuose nenaudojamas silicis.

 

     Japonijos mokslininko Tsutomu Miyasaka išrado šias ląsteles, kuriose naudojami mineralai, sudarantys kristalinę struktūrą, vadinamą perovskitu, kuris gali būti naudojamas įrenginyje, paverčiančiame saulės spindulius elektra.

 

     Pagrindinis perovskito gamybos elementas yra jodas. Nors Japonija vargu ar yra išteklių galia, ji yra antra pagal dydį jodo gamintoja pasaulyje po Čilės ir pagamina maždaug trečdalį pasaulinės produkcijos.

 

     "Pažiūrėkite, ką Kinija daro su puslaidininkiais. Tai yra patyčios", - sakė Miyasaka, turėdamas galvoje Pekino taikomus retų elementų galio ir germanio, naudojamo lustuose, eksporto apribojimus. "Su perovskito ląstelėmis komponentai gali būti gaminami namuose."

 

     Perovskito elementai buvo tiriami daugiau, nei dešimtmetį, tačiau iš pradžių jie negalėjo prilygti silicio elementams savo efektyvumu, paverčiant šviesą elektra, o drėgnomis sąlygomis buvo linkę degraduoti.

 

     Taigi perovskitas buvo naudojamas stiklu dengtų silicio plokščių viduje, siekiant padidinti vadinamųjų tandeminių elementų efektyvumą, o JAV ir kitų šalių vyriausybės palaikė tandeminių ląstelių kūrimą.

 

     JAV energetikos departamento duomenys rodo, kad dabar vieno tik perovskito ląstelės pasivijo arba net pranoko konkurentus iš silicio, o konversijos rodikliai siekia net 25% ar daugiau. Tai galima palyginti su įprastų komercinių silicio plokščių rodikliais nuo 18% iki 22%.

 

     Šiuo metu iššūkis yra užtikrinti, kad sąnaudos būtų konkurencingos silicio elementams ir sprendžiama drėgmės problema.

 

     Perovskito ląstelių kūrėjai teigia, kad jų universalumas išskiria jas, nes yra lengvos ir lanksčios. Kristalinio perovskito sluoksnis yra tik vieno mikrono storio, todėl elementas yra dešimtadalis dabartinių saulės elementų svorio ir viena dvidešimtoji storio. Jie gali būti montuojami ant sienų arba išlenktų paviršių ir generuoja elektrą esant silpnai saulės šviesai net patalpose.

 

     "Tarkime, jūs gyvenate bute ir neturite savo stogo. Vis tiek galite pasidėti perovskito ląsteles ant savo balkono. Pagalvokite apie tai, kaip apie buitinį prietaisą", - sakė Jokohamos Toino universiteto profesorė Miyasaka, anksčiau dirbusi fotofilmų kūrėjoje Fujifilm su saulės technologijomis.

 

     Japonijos ministras pirmininkas Fumio Kishida pažadėjo per dvejus metus padaryti technologiją komerciškai gyvybingą. Japonija importuoja beveik 90 % energijos po to, kai po 2011 m. Fukušimos branduolinės katastrofos uždarė daugumą jos atominių elektrinių.

 

     Kishidos tikslas yra ambicingas, tačiau Japonijos inžinieriai ir pareigūnai nusiteikę optimistiškai, remdamiesi naujausia technologine pažanga.

 

     „Sekisui Chemical“, tiekianti vitrinų gamintojams, sprendžia drėgmės problemą. Ji teigia, kad sukūrė sandariklius, kurie leidžia jo ląstelėms tarnauti 10 metų.

 

     Sekisui bando savo perovskito ląsteles lauke ant paviršių, netinkamų silicio plokštėms, įskaitant ant Osakos būstinės sienos. Ji nori juos patalpinti traukinių stotyse ir kitose viešosiose patalpose.

 

     Elektrą generuojanti saulės plėvelė savo išvaizda ir pojūčiu yra panaši į plėvelę, kurią žmonės dėdavo į fotoaparatus, išskyrus tai, kad ji yra platesnė, nei 35 milimetrų fotoaparato juosta.

 

     Sekisui pagamino bandomuosius 30 centimetrų plėvelės ritinius ir planuoja komercinę gamybą 2025 m., sakė projekto direktorius Takeharu Morita.

 

     Šalininkai mano, kad gamybos sąnaudos ilgainiui bus mažesnės, nei silicio, nes elementams nereikia daug energijos reikalaujančio šildymo proceso, kurio reikia silicio elementams gaminti.

 

     Kuo platesnė plėvelė, tuo sunkiau sukurti ploną, vienodą perovskito sluoksnį. Kol kas tai reiškia, kad didesnis perovskito elementų lapas yra mažiau efektyvus, generuojant energiją.

 

     Kai kurios įmonės mano, kad tai yra priežastis iš pradžių vengti tiesioginės konkurencijos su silicio plokštėmis, ypač gaminant dideliu mastu.

 

     Kioto universiteto profesoriaus bendrai įkurtas startuolis „EneCoat Technologies“ planuoja perovskito naudojimą patalpose ir mažesniuose įrenginiuose, pavyzdžiui, judesio detektoriuose, kurie naudoja mažai elektros energijos.

 

Įmonė sukūrė nešiojamąjį anglies dioksido monitorių, maitinamą perovskito elementų. Iki šių metų pabaigos ji planuoja pradėti komercinę kamerų, skirtų naudoti patalpose, gamybą.

 

     "Norime pradėti nuo vietų, kur negalima naudoti silicio plokščių. Manome, kad ten yra didesnė rinka", - sakė "EneCoat" vyriausiasis technologijų pareigūnas Tamotsu Horiuchi.

 

     Japonijos įmonės jau jaučia karštį iš Kinijos. Viena įmonė „DaZheng (Jiangsu) Micro Nano Technology“ teigia, kad komercinę perovskito elementų gamybą pradėjo 2022 m. ir planuoja 10 kartų padidinti pajėgumus.

 

     Daugelis inžinierių mano, kad Japonija vis dar turi technologinį pranašumą, nes norint sukurti vienodą itin ploną perovskito sluoksnį reikia tikslaus meistriškumo, o tai yra Japonijos gamybos stiprybė." [1]

 

1. China's Solar Dominance Faces Challenge From Ultrathin Cell. Nishiyama, George.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 11 Jan 2024: B.1.

China's Solar Dominance Faces Challenge From Ultrathin Cell

"TOKYO -- China's near-monopoly on the solar-energy market has prompted the U.S. and allies to step up the search for workarounds. Engineers believe they have found one in a type of solar cell that looks and feels like camera film.

Japan is pushing the technology with subsidies and other support, a sign of how renewable energy, alongside other high-tech fields such as semiconductors, has become a geopolitical football.

Chinese firms control over 80% of the global supply chain for silicon solar panels, and China's share of polysilicon, the core material for the panels, is even higher. "The world will almost completely rely on China for the supply of key building blocks for solar panel production through 2025," the International Energy Agency says.

In the U.S., the Biden administration is seeking to build a domestic supply chain for solar panels. 

Japan, also looking for a homegrown solar solution, is focusing on what are called perovskite solar cells that don't use any silicon.

Invented by Japanese scientist Tsutomu Miyasaka, the cells use minerals forming a crystal structure called perovskite, which can be used in a device to turn the sun's rays into electricity.

A key element in manufacturing perovskite is iodine. While hardly a resources powerhouse, Japan happens to be the world's second-largest producer of iodine after Chile, accounting for around a third of global production.

"Look at what China is doing with semiconductors. That's bullying," said Miyasaka, referring to Beijing's export restrictions on the rare elements gallium and germanium used in chips. "With perovskite cells, the components can be made domestically."

Perovskite cells have been researched for more than a decade but initially couldn't match silicon cells in their efficiency at turning light into electricity, and tended to degrade in humid conditions.

So perovskite was used inside glass-covered silicon panels to boost efficiency in what are known as tandem cells, and governments in the U.S. and elsewhere have supported tandem-cell development.

Now, perovskite-only cells have caught up with or even surpassed silicon rivals, with conversion rates as high as 25% or more, U.S. Department of Energy data show. That compares with rates of around 18% to 22% for conventional commercial silicon panels.

The challenge now is making costs competitive with silicon cells and dealing with the humidity issue.

Developers of perovskite cells say their versatility sets them apart because they are light and flexible. The layer of crystalline perovskite is only one micron thick, resulting in a cell that is one-tenth the weight and one-twentieth the thickness of current solar cells. They can be installed on walls or curved surfaces and generate electricity under weak sunlight, even indoors.

"Let's say you live in an apartment and don't have your own roof. You can still put the perovskite cells on your balcony. Think of it as a household appliance," said Miyasaka, a professor at Toin University of Yokohama who previously worked at photo-film maker Fujifilm on solar technology.

Japanese Prime Minister Fumio Kishida has pledged to make the technology commercially viable in two years. Japan imports close to 90% of its energy since it closed most of its nuclear plants following the 2011 Fukushima nuclear disaster.

Kishida's target is ambitious, but Japanese engineers and officials are optimistic, citing recent technological advances.

Sekisui Chemical, a supplier to display makers, is tackling the moisture issue. It says it has developed sealants that allow its cells to last 10 years.

Sekisui is testing its perovskite cells outdoors on surfaces not suited for silicon panels, including on the wall of its Osaka headquarters. It is looking to place them in train stations and other public facilities.

The electricity-generating solar film is similar in look and feel to the film people used to put in cameras, except it is wider than 35-millimeter camera film.

Sekisui has produced test rolls of 30-centimeter film and plans commercial production in 2025, said Takeharu Morita, director of the project.

Proponents believe the production cost will eventually be lower because the cells don't require the energy-consuming heating process that is needed to make silicon cells.

The wider the film, the more difficult it becomes to create a thin, uniform layer of perovskite. For now, that means a larger sheet of perovskite cells is less efficient in generating power.

Some firms see that as a reason to avoid head-to-head competition with silicon panels initially, especially in large-scale generation.

EneCoat Technologies, a startup co-founded by a University of Kyoto professor, is eyeing the use of perovskite indoors and for smaller devices such as motion detectors that use little electricity.

The company has developed a portable carbon dioxide monitor powered by perovskite cells. It plans to start commercial production of cells for indoor use by the end of this year.

"We want to start off by aiming for places where silicon panels can't be used. We think that there's a bigger market there," said Tamotsu Horiuchi, EneCoat's chief technology officer.

Japanese companies are already feeling the heat from China. One company, DaZheng (Jiangsu) Micro Nano Technology, says it began commercial production of perovskite cells in 2022 and plans to increase capacity 10-fold.

Many engineers believe Japan still has a technological edge, since creating a uniform super-thin perovskite layer requires precise craftsmanship, a strength of Japanese manufacturing." [1]

1. China's Solar Dominance Faces Challenge From Ultrathin Cell. Nishiyama, George.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 11 Jan 2024: B.1.

„SandboxAQ“ susitarimas, skatinantis dirbtinį intelektą vaistų atradimuose --- „Good Chemistry“ pirkimas išryškina viltis dėl pigesnės ir greitesnės plėtros

„Dirbtinio intelekto ir kvantų įmonė SandboxAQ antradienį paskelbė įsigijusi „Good Chemistry“ – sandorį, kuriuo siekiama patenkinti technologijų, kurios paspartina naujų vaistų ar naujų medžiagų kūrimą mažesnėmis sąnaudomis.

 

     Pasak žmonių, žinančių apie įsigijimą, sandoris buvo įvertintas maždaug 75 mln. dolerių grynaisiais ir akcijomis.

 

     „Sujungę jėgas tikrai galime aptarnauti šią rinką didesniu mastu ir su daugiau galimybių“, – sakė „SandboxAQ“ generalinis direktorius Jackas Hidary.

 

     „SandboxAQ“, 2022 m. atsijungusi iš „Google“ pagrindinės bendrovės „Alphabet“, siekdama sukurti komerciniam naudojimui skirtas kvantines technologijas ir dirbtinio intelekto įrankius, įskaitant molekulinį modeliavimą, teigė, kad sandoris išplės jos klientų bazę ir pritrauks retų kvantinių talentų.

 

     Vankuveryje įsikūrusi „Good Chemistry“ taip pat yra atskira įmonė, kuri 2022 m. atsiskyrė nuo kvantinių skaičiavimų įmonės „1QBit“. Bendrovė, kurios klientai yra „Dow Chemical“, naudoja kvantines technologijas ir mašininį mokymąsi, kad nuspėtų ir imituotų chemines savybes.

 

      „Good Chemistry“ generalinis direktorius Armanas Zaribafiyanas prisijungs prie „SandboxAQ“, kaip dirbtinio intelekto modeliavimo platformų produkto vadovas, o „Good Chemistry“ esama programinė įranga bus integruota į „Sandbox“ įmonės programinės įrangos portfelį.

 

     Sandoris baigtas praėjusį penktadienį. Tai buvo antrasis SandboxAQ įsigijimas po to, kai 2022 m. įsigijo kibernetinio saugumo ir šifravimo startuolį Cryptosense.

 

     Hidary pažymėjo, kad „SandboxAQ“ ir „Good Chemistry“ veikia panašiai: abu naudoja algoritmus, skirtus panaudoti pažangias kvantinio skaičiavimo galimybes, kad imituotų medžiagų elgesį molekuliniu lygmeniu. Gauti duomenys gali būti naudojami, mokant naujus AI algoritmus, skirtus vaistų atradimui arba naujų medžiagų kūrimui, pridūrė jis.

 

     Paprastai naujo vaisto ar medžiagos sukūrimas yra ilgas ir brangus, sakė Zaribafiyanas. Jis sakė, kad galimybė imituoti cheminių medžiagų elgesį, o ne fiziškai jas išbandyti, gali padaryti procesą žymiai greitesnį ir pigesnį.

 

     Hidary sakė, kad abi bendrovės jau metus kalbėjosi dėl bendradarbiavimo, tačiau sandorį iš dalies paskatino sparčiai auganti jų paslaugų paklausa.

 

     „Kai kalbame apie pasaulinį AI poveikį ir žiūrime atgal po penkerių ar 10 metų, kreipiamės į tokį AI, kuris daro įtaką mūsų sveikatos priežiūros sistemos, medicinos, automobilių, aviacijos ir atsinaujinančios energijos pobūdžiui.“ – sakė Hidary.

 

     Reema Khan, „Green Sands Equity“ įkūrėja, vadovavusi „Good Chemistry“ pardavimui, atkreipė dėmesį į Palo Alto, Kalifornijoje įsikūrusią „SandboxAQ“ investuotojus, tarp kurių yra buvęs „Google“ generalinis direktorius Ericas Schmidtas ir „Salesforce“ generalinis direktorius bei vienas iš įkūrėjų Marcas Benioffas.

 

     „Kai turite tokią komandą, tai tikrai gali padėti jus stumti į priekį“, – sakė Khanas.

 

     Ji sakė, kad tokią bendrovę, kaip „Good Chemistry“ įsigyti dar anksti, tačiau ji yra „pasirengusi didinti mastelį“. Mažoms įmonėms, turinčioms įtikinamų technologijų, kurios nori plėstis, „gera idėja šioje rinkoje svarstyti susijungimus ir įsigijimus“, - pridūrė ji.

 

     Carlas Dukatzas, naujos kartos „Accenture“ skaičiavimo vadovas, sakė, kad mano, kad „SandboxAQ“ ir „Good Chemistry“ derinys gali duoti „labai naudingų“ produktų.

 

     „Akivaizdu, kad kvantinė ir dirbtinio intelekto ekosistema šiuo metu yra labai aktyvi, todėl matome, kad daug puikių įmonių sujungia jėgas, kad pagerintų savo galimybes ir paslaugas“, – sakė jis, pavadindamas „SandboxAQ-Good Chemistry“ ryšį „tikrai gera pora."" [1]

 

1. SandboxAQ Deal to Drive AI Push in Drug Discovery --- Good Chemistry purchase highlights hopes for cheaper, faster development. Bousquette, Isabelle.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 10 Jan 2024: B.5.

SandboxAQ Deal to Drive AI Push in Drug Discovery --- Good Chemistry purchase highlights hopes for cheaper, faster development

"Artificial intelligence and quantum company SandboxAQ on Tuesday announced that it acquired Good Chemistry, a deal aimed at addressing demand for technology that speeds up development of new drugs or new materials at lower cost.

The deal was valued at approximately $75 million in cash and stock, according to people with knowledge of the acquisition.

"Combining forces, we absolutely can serve this market at a bigger scale and with more capability," said SandboxAQ Chief Executive Jack Hidary.

SandboxAQ, spun out of Google parent Alphabet in 2022 to make quantum-technology and AI tools for commercial use, including molecular simulations, said the deal will expand its customer base and bring in rarefied quantum talent.

Based in Vancouver, Good Chemistry is also a spinoff, having separated from quantum-computing firm 1QBit in 2022. The company, whose customers include Dow Chemical, uses quantum tech and machine-learning to predict and simulate chemical properties.

 Good Chemistry CEO Arman Zaribafiyan will join SandboxAQ as head of product for AI-simulation platforms, and Good Chemistry's existing software will be integrated into Sandbox's enterprise-software portfolio.

The deal closed last Friday. It was SandboxAQ's second acquisition, following its 2022 purchase of cybersecurity and encryption startup Cryptosense.

Hidary noted that SandboxAQ and Good Chemistry work along similar lines: Both use algorithms designed to leverage the advanced capabilities of quantum computing to simulate the behavior of materials at molecular level. The resulting data can be used to train new AI algorithms for drug discovery or the development of new materials, he added.

Typically, it is a long and costly slog to develop a new drug or material, Zaribafiyan said. Being able to simulate the behavior of chemicals, rather than physically test them, could make the process significantly faster and cheaper, he said.

The two companies had been in conversations to collaborate for a year, Hidary said, but it was the rapidly growing demand for their services that in part inspired the deal.

"When we talk about the global impact of AI, and we look back five or 10 years from now, we're going to turn to this kind of AI that impacts the very nature of our healthcare system, medicine, automotive, aerospace and renewable energy," Hidary said.

Reema Khan, founder of Green Sands Equity, who led Good Chemistry's seed round, pointed to Palo Alto, Calif.-based SandboxAQ's investors, who include former Google CEO Eric Schmidt and Salesforce CEO and co-founder Marc Benioff.

"When you have a team like that, it can really help push you forward," Khan said.

It is early for a company like Good Chemistry to be acquired, she said, but it is "ready for scaling." For small companies with compelling technology that want to expand, "it's a good idea to consider M&A in this market, absolutely," she added.

Carl Dukatz, next-gen compute lead at Accenture, said he thinks the combination of SandboxAQ and Good Chemistry might yield "very beneficial" products.

"The quantum and AI ecosystem is obviously extremely active right now, so we're seeing a lot of great companies joining forces in order to enhance both their capabilities and services," he said, calling the SandboxAQ-Good Chemistry tie-up "a really good match."" [1]

1. SandboxAQ Deal to Drive AI Push in Drug Discovery --- Good Chemistry purchase highlights hopes for cheaper, faster development. Bousquette, Isabelle.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 10 Jan 2024: B.5.