Silicon-based Anode Market وتجاوز حجمها 0.19 مليون دولار من دولارات الولايات المتحدة في عام 2022، ومن المنتظر أن تصل إلى 3.74 بليون دولار من دولارات الولايات المتحدة، أي ما يزيد على 80.3 في المائة من دولارات الولايات المتحدة بين عامي 2023 و2032. ومع تزايد الطلب على بطاريات الليثيوم - إيون عالية الأداء في مختلف التطبيقات، يتوقع أن تشهد سوق الأنود المرتكزة على السيليكون نموا كبيرا في السنوات القادمة. وتوفر الأنود التي تتخذ من السيليكون قدرة أكبر على تخزين الطاقة مقارنة بالمعالم التقليدية القائمة على الرسوم البيانية، مما يجعلها خيارا مفضلا للجيل القادم من البطاريات.
عوامل النمو والفرص:
1 Enhanced Energy Storage Capacity: Silicon-based anodes enable higher energy storage capacity, offering longer bat life and increased power output. وهذا ما يدفعهم إلى الطلب على الإلكترونيات المحمولة، والمركبات الكهربائية، ونظم تخزين الطاقة المتجددة.
2 - التقدم في تكنولوجيات البطاريات: وقد أدى التقدم المستمر والبحوث في مجال تكنولوجيات البطاريات إلى استحداث مواد مبتكرة قائمة على السيليكون مع تحسين الاستقرار والأداء. وتتيح هذه التطورات فرصاً واسعة للنمو في السوق.
3 ارتفاع الطلب على المركبات الكهربائية: ويشكل الاعتماد المتزايد للمركبات الإلكترونية على الصعيد العالمي عاملاً رئيسياً في سوق الأنود المرتكزة على السيليكون. The EV industry requires high-density batteries for improved driving range and faster charging capabilities, thus propelling the demand for silicon-based anodes.
4 تخزين الطاقة المتجددة: ويستلزم الإدماج المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة، مثل الرياح والطاقة الشمسية، في شبكة الطاقة إيجاد حلول فعالة لتخزين الطاقة. وتيسّر عقدة منابر السيليكون ارتفاع كثافة الطاقة، مما يمكّن من تحسين تخزين واستخدام الطاقة المتجددة، مما يؤدي إلى نمو السوق.
القيود والتحديات الصناعية:
1. Silicon Expansion and Contraction: Silicon anodes experience significant expansion and contraction during the charge-discharge cycle, leading to fractures and decreased battery performance. ولا يزال وضع استراتيجيات للتخفيف من هذا التحدي والحفاظ على السلامة الهيكلية للمنبر يشكل تحدياً أمام المصنعين.
2 - التكلفة والتقسيم: وينطوي إنتاج إعلانات مرتكزة على السيليكون على عمليات تصنيع معقدة يمكن أن تكون كثيفة التكلفة. وعلاوة على ذلك، فإن زيادة الإنتاج لتلبية الطلب المتزايد على البطاريات ذات القدرة العالية تشكل تحدياً يعوق نمو الأسواق.
3 الشواغل المتعلقة بالسلامة: وللأنواع ذات القدرة العالية على السيليكونية قدرة أعلى على الدفع من أجل بلاطة الليثيوم، مما يمكن أن يؤدي إلى شواغل تتعلق بالسلامة، مثل المسار القصير أو المدرج الحراري. ولا يزال التصدي لهذه المسائل المتعلقة بالسلامة في تصميم البطاريات وتطويرها يشكل تحديا أمام الجهات الفاعلة في الصناعة.
4. Limited Supply of Raw Materials: ويفرض سيليكون، بوصفه عنصرا شحوبا نسبيا، قيودا على الإنتاج الواسع النطاق للمنحدرين من السليكون. ويشكل ضمان وجود سلسلة إمدادات موثوقة من مواد السيليكون عالية الجودة تحديا يتعين التغلب عليه لتلبية طلبات السوق.
وعموماً، فإن سوق الأنودية القائمة على السيليكون مهيأة لتحقيق نمو كبير، مدفوعاً بالحاجة إلى زيادة كثافة الطاقة وزيادة أداء البطاريات في مختلف التطبيقات. ولزيادة إمكانات السوق إلى أقصى حد، يتعين على المصنعين التركيز على التغلب على التحديات المرتبطة بقابلية المواد للتقسيم، وسلامة البطاريات، وتكاليف الإنتاج.
أمريكا الشمالية:
ومن المرجح أن تهيمن منطقة أمريكا الشمالية على سوق الأنودية القائمة على السيليكون خلال الفترة المتوقعة. ويمكن أن يعزى ذلك إلى تزايد الطلب على المركبات الكهربائية في بلدان مثل الولايات المتحدة وكندا. ولدى المنطقة أنظمة صارمة للحد من انبعاثات غازات الدفيئة، مما أدى إلى الاعتماد السريع للمركبات الإلكترونية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن وجود الجهات الفاعلة الرئيسية في السوق والتقدم المحرز في تكنولوجيا البطاريات يسهمان كذلك في نمو سوق الأنودية القائمة على السيليكون في أمريكا الشمالية.
آسيا والمحيط الهادئ:
ومن المتوقع أن تشهد منطقة آسيا والمحيط الهادئ نمواً كبيراً في سوق الأنودية القائمة على السيليكون. وتعود المنطقة إلى بعض أكبر أسواق EV، مثل الصين واليابان وكوريا الجنوبية. وتركز هذه البلدان تركيزا قويا على خفض انبعاثات الكربون وتشجيع استخدام المركبات الكهربائية. إن المبادرات الحكومية المتزايدة، والسياسات الصالحة، والاستثمارات في تطوير الهياكل الأساسية للشحن، هي التي تدفع الطلب على الأنوف التي تتخذ من السليكون مقرا لها في آسيا والمحيط الهادئ.
أوروبا:
ومن المتوقع أن تشهد أوروبا نمواً كبيراً في سوق الأنودية القائمة على السيليكون. وتتخذ المنطقة خطوات هامة نحو مستقبل مستدام عن طريق تشجيع اعتماد مركبات كهربائية. وقد نفذت بلدان مثل ألمانيا وفرنسا والمملكة المتحدة أنظمة صارمة للانبعاثات، مما أدى إلى حدوث زيادة في مبيعات المركبات الإلكترونية. إن وجود صناعات رئيسية للسيارات وزيادة الاستثمارات في أنشطة البحث والتطوير في مجال البطاريات المتطورة يدفعان إلى الطلب على منابر للسيليكون في أوروبا.
1 المركبات الكهربائية:
ويحصل قطاع المركبات الكهربائية على حصة كبيرة في سوق الأنودية القائمة على السيليكون. وهي تشمل أجزاء فرعية مثل سيارات الركاب والمركبات التجارية والمركبات ذات العجلتين. ومن بين هذه السيارات، شهدت سيارات الركاب نموا كبيرا في السنوات الأخيرة. ويسهم تزايد ميل المستهلكين نحو المركبات الكهربائية بسبب ملاءمتها الإيكولوجية وحوافزها الحكومية في نمو الأنابيب التي تعتمد على السيليكون في قطاع المركبات الكهربائية.
2 - الإلكترونيات الاستهلاكية:
ويعتبر الجزء المتعلق بالإلكترونيات الاستهلاكية سوقاً بارزاً للتنوّهات القائمة على السيليكون. وتشمل الأجزاء الفرعية في هذه الفئة الهواتف الذكية والحواسيب المحمولة والأقراص وغيرها من الأجهزة المحمولة. وقد شهدت الهواتف الذكية، التي هي أكثر الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية استخداما، الجزء الفرعي، ارتفاعا في الطلب. وقد أدت الحاجة إلى البطاريات المتقدمة ذات الكثافة العالية للطاقة وحياة البطاريات الطويلة في الهواتف الذكية إلى اعتماد إعلانات قائمة على السيليكون.
3 نظم تخزين الطاقة:
وقد اكتسبت نظم تخزين الطاقة زخماً كبيراً، مما ساهم في نمو الأنوف التي تتخذ من السليكون مقراً لها. ويشمل هذا الجزء أجزاء فرعية مثل تخزين الطاقة السكنية، وتخزين الطاقة التجارية، وتخزين الطاقة على نطاق الشبكة. وشهدت نظم تخزين الطاقة السكنية، التي تتيح للأسر المعيشية تخزين فائض الطاقة الشمسية، نموا كبيرا. وقدرة الأنود التي تتخذ من السليكون لتعزيز القدرة على تخزين الطاقة وكفاءتها تجعلها مثالية للاستخدام في نظم تخزين الطاقة.
وتميز سوق الأنودية القائمة على السيليكون منافسة مكثفة بين الجهات الفاعلة الرئيسية. وتشمل الجهات الفاعلة الرئيسية في السوق شركة Amprius, Inc, Altairnano, BTR New Energy Material., California Lithium Battery, Enevate, Leyden (جار) (بي في)، (نانجراف). وتركز هذه الشركات على التعاون الاستراتيجي والشراكات وابتكارات المنتجات من أجل كسب تنافسي. وهي تستثمر في أنشطة البحث والتطوير من أجل تعزيز أداء ودوام الأنوف التي تتخذ من السليكون مقرا لها. وبالإضافة إلى ذلك، تشكل عمليات الاندماج والشراء استراتيجية مشتركة لتوسيع نطاق وجود الأسواق وتعزيز أوجه التآزر. ومن المتوقع أن تشهد المشهد التنافسي لسوق الأنود الكائنة في السيليكون تقدماً وتنافساً شديداً بين الجهات الفاعلة الرئيسية في السنوات القادمة.