Hersteller von Elektrofahrzeugen in den USA könnten Hilfe von halloysite erhalten, um ihre heimischen Lieferketten zu erweitern (Foto mit freundlicher Genehmigung von Ionic Mineral Technologies).
Hersteller von Elektrofahrzeugen in den USA könnten Schwierigkeiten haben, ihre Kunden für eine Bundessteuergutschrift nach den neuen Regeln des Inflation Reduction Act zu qualifizieren. Ganz oben auf der Liste steht eine Überarbeitung der Lieferkette, die sich auf inländische Quellen konzentriert. Das könnte einen neuen Markt für Halloysit bedeuten, und wenn Sie nicht wissen, was das ist, werden wir es gleich herausfinden.
Kritische Materialien und die Steuergutschrift für Elektrofahrzeuge
Jubelrufe brachen bei vielen Fans von Elektrofahrzeugen aus, als sie erfuhren, dass das neue Inflationsminderungsgesetz eine bestehende Bundessteuergutschrift fortsetzt und sie für die nächsten zehn Jahre verlängert, und zwar in Höhe von bis zu 7.500 US-Dollar für neue Elektrofahrzeuge und bis zu 4.000 US-Dollar für gebrauchte Elektrofahrzeuge .
Allerdings gibt es einen großen, fetten Haken. Nach dem neuen Gesetz gilt die volle Gutschrift nur noch für ein Elektrofahrzeug, das bestimmte Voraussetzungen erfüllt.
Zu diesen Anforderungen gehört eine Klausel über die heimische Quelle kritischer Materialien, die in Batterien von Elektrofahrzeugen und anderen sauberen Technologien verwendet werden. Das ist ein Problem, weil sich US-Autohersteller bei einigen dieser Materialien stark auf Lieferketten in Übersee stützen.
Der Congressional Research Service beschrieb das Problem erst letzten Monat in Bezug auf Lithium-Ionen-Batterien.
“Diese Chemie der EV-Batterie hängen von fünf kritischen Mineralien ab, deren heimische Versorgung möglicherweise von Störungen bedroht ist: Lithium, Kobalt, Mangan, Nickel und Graphit“, erklärte CRS. „Der US Geological Survey hat diese und andere Mineralien gemäß der im Energy Act von 2020 kodifizierten Methodik als ‚kritisch‘ eingestuft.“
„Die Vereinigten Staaten sind für diese Mineralien zur Verwendung in EV-Batterien und anderen Anwendungen stark von Importen abhängig. Die Vereinigten Staaten bauen derzeit etwas Lithium, Kobalt und Nickel ab, aber derzeit kein Mangan oder Graphit“, fügten sie hinzu.
Bereits 2013 gründeten die USA das Critical Materials Institute, um die Entwicklung inländischer Lieferketten für kritische Materialien, einschließlich Recycling, zu beschleunigen. Wie der Congressional Research Service betont, ist es jedoch noch ein weiter Weg.
Was ist Halloysit?
Die Bemühungen um kritische Materialien konzentrieren sich auch auf alternative Materialien, die im Inland entwickelt werden können, und hier kommt Halloysit ins Spiel.
Halloysit ist ein Tonmineral. Er gehört zur Tongruppe der Kaolinite, die vor allem in Form des feinen weißen Tons Kaolin bekannt ist, der zur Herstellung von Keramik sowie Papier und Farbe verwendet wird.
Schauen Sie sich diese Beschreibung des US Geological Survey an und sehen Sie, ob Sie erkennen können, wo die Übereinstimmung mit Cleantech liegt:
„Die Kaolinit-Gruppe umfasst die dioktaedrischen Mineralien Kaolinit, Dickit, Nakrit und Halloysit sowie die trioktaedrischen Mineralien Antigorit, Chamosit, Chrysotil und Cronstedit. Die primäre Struktureinheit dieser Gruppe ist eine Schicht, die aus einer oktaedrischen Schicht besteht, die mit einer tetraedrischen Schicht kondensiert ist. In den dioktaedrischen Mineralien ist die Oktaederstelle mit Aluminium besetzt; in den trioktaedrischen Mineralien sind diese Plätze von Magnesium und Eisen besetzt.
„Kaolinit und Halloysit sind einschichtige Strukturen. Obwohl Dickit und Nakrit die gleiche Grundstruktur haben, ist die Stapelfolge der Schichten bei diesen Mineralien unterschiedlich. Kaolinit, Dickit und Nakrit kommen als Platten vor; Halloysit, der eine einzige Wasserschicht zwischen seinen Schichten haben kann, kommt in röhrenförmiger Form vor.“
Mehr Hallyosite für die EV-Batterie der Zukunft
Wenn Sie diese Zeilen über eine einschichtige Struktur verstanden haben, die in einer Röhrenform auftritt, ist das die ganze Aufregung.
Die Verbindung sind Kohlenstoffnanoröhren, ein neues (oder neueres) Material, das unzählige Cleantech-Anwendungen hat.
Kohlenstoffnanoröhren kreuzten die CleanTechnica Radar bereits 2014 als Lösung der nächsten Generation für EV-Batterien in Form eines Graphen-dotierten Films, der das Lithium in Lithium-Ionen-Batterien ersetzen könnte.
„Das Endergebnis wäre ein Elektrofahrzeug mit einem extra aufgemotzten Energiespeicher, der in seine Karosserieteile integriert ist und es ihm ermöglicht, viel schneller aufzuladen und viel weiter zu fahren, als es die aktuelle Technologie zulässt“, schwärmten wir damals.
Vielleicht haben wir uns in Bezug auf den Kohlenstoffwinkel übertroffen, aber das Konzept der Nanoröhren hat in Form von Halloysit neues Leben erhalten.
Der Start Ionische Mineraltechnologienbeispielsweise, brach letzte Woche aus dem Stealth-Modus aus, als ein von Halloysit abgeleitetes Nanosiliziummaterial unter dem geschützten Namen Ionisil auf den Markt kam.
„Die natürlich vorkommende nanoröhrenförmige Struktur von Halloysit ermöglicht es Ionic MT, einen ‚Top-down’-Ansatz zur Herstellung von Nanosilizium anzuwenden, was im Vergleich zu Wettbewerbern erhebliche Vorteile hinsichtlich Skalierbarkeit und Umweltverträglichkeit bietet“, erklärt das Unternehmen. Der Siliziumteil der Gleichung ist eine natürlich vorkommende Silikathülle.
Was Ionic MT nicht schadet, ist die Kontrolle über eine Ansammlung von Halloysit-Lagerstätten, die nach eigenen Angaben die weltweit größte Einzelquelle für hochreinen Halloysit darstellen.
Das könnte verschiedene Standorte auf der ganzen Welt bedeuten, aber Ionic MT deutet an, dass eine inländische Versorgung für US-Elektrofahrzeughersteller in Sicht ist.
„Das Unternehmen startet nur wenige Wochen nach Inkrafttreten des Inflation Reduction Act (IRA). Die EV-Steuergutschriften der IRA hängen von im Inland produzierten Batteriemineralien ab, einer weitgehend nicht existierenden Lieferkette. Ionic MT ist in der Lage, diese „Achillesferse“ der Gesetzgebung anzugehen und Batteriemineralien und -materialien aus den USA zu liefern“, erklären sie.
Auf ihrer Website steht auch Utah.
Halloysit hebt ab wie eine (buchstäbliche) Rakete
Abgesehen von dem Potenzial, die heimische Lieferkette für Elektrofahrzeuge in den USA zu lösen, könnte Halloysit seinen Weg in andere Cleantech-Bereiche finden.
Eine interessante Entwicklung ist die Schaffung von „Nanorockets“ basierend auf einem Mashup von Halloysit, Nanopartikel aus Silber und ein lichtempfindliches Metalloxid-Nanoröhrenmaterial (in diesem Fall α-Fe2O3). Ein Forschungsteam arbeitet in dieser Richtung, um eine neue, auf Lichtabbau basierende Methode zur Behandlung von organischem Abwasser zu entwickeln.
„Im Vergleich zur traditionellen Herstellung von röhrenförmigen Mikro-/Nanomotoren hat diese Strategie Vorteile, indem sie natürlichen Ton als Substrate mit einer asymmetrischen röhrenförmigen Struktur verwendet, die reichlich vorhanden ist und keine komplexen Instrumente erfordert“, erklärt das Forschungsteam.
Ein weiteres sich entwickelndes Gebiet sind Biokunststoffe, wo Forscher nach Möglichkeiten suchen, die Haltbarkeit und Leistung ohne die Verwendung fossiler Rohstoffe zu verbessern.
Ein Weg der Biokunststoffforschung sind nanoskalige Füllstoffe. Ein kürzlich erschienener Artikel im Materials Journal AZoM listet Siliziumdioxid, Wollastonit, Kohlenstoffnanoröhren, geschichtete Doppelhydroxide, Metalloxide und Graphenoxid auf zusammen mit Halloysit-Nanoröhren.
Fans der aufstrebenden grünen Wasserstoffwirtschaft sollten sich vielleicht auch aufsetzen und aufmerksam werden. Eine Studie, die im vergangenen Frühjahr in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Natur untersuchte die Verwendung von Halloysit in einem Speichermedium für Wasserstoff.
„Halloysit-Nanoclay als einzigartiges Substrat zeigt günstige Eigenschaften in Bezug auf die Wasserstoffadsorption unter Verwendung von Physisorptions- und Spillover-Mechanismen“, schloss die Studie.
In einer interessanten Wendung enthält das Speichermedium auch Graphen-Quantenpunkte in Form eines Pulvers, das aus dem Saft einer roten Zwiebel gewonnen wird.
Für diejenigen unter Ihnen, die zu Hause aus rotem Zwiebelsaft Graphen-Quantenpunkte herstellen möchten, benötigen Sie einen guten Filter und einen versiegelten Autoklaven, der acht Stunden lang eine Temperatur von 180 Grad Celsius halten kann.
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Foto: Halloysit-Nanoröhren für die Elektrofahrzeugbatterie der Zukunft, mit freundlicher Genehmigung von Ionic Mineral Technologies (via businesswire.com).
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