Kuidas süsinikkiust komposiidid aitavad kaasa süsinikuneutraalsusele?

Energiasääst ja heitkoguste vähendamine: süsinikkiu kergekaalulised eelised muutuvad nähtavamaks

Süsinikkiudtugevdatud plast(CFRP) on teadaolevalt nii kerge kui ka tugev materjal ning selle kasutamine sellistes valdkondades nagu lennukid ja autod on aidanud kaasa kaalu vähendamisele ja kütusekulu parandamisele. Jaapani süsinikkiu tootjate ühingu läbiviidud elutsükli hindamise (LCA) kohaselt, mis käsitleb materjali tootmisest kuni utiliseerimiseni ulatuva keskkonnamõju kogumõju, aitab CFRP kasutamine oluliselt kaasa CO2-heitmete vähendamisele.

Lennuväljal:kui süsinikkiust komposiitmaterjali (CFRP) kasutamine keskmise suurusega reisilennukis ulatub 50%-ni (näiteks Boeing 787 ja Airbus A350 CFRP annus on ületanud 50%), siissüsinikkiudIgas õhusõidukis kasutatav materjal kaalub umbes 20 tonni ja võrreldes traditsiooniliste materjalidega on võimalik saavutada 20% kergem kaal. 2000 lennuga aastas, iga klassi 500 miili pikkuse lennuga 10 tegutsemisaasta jooksul saab iga õhusõiduk vähendada 27 000 tonni CO2 heitkoguseid õhusõiduki kohta 10 tegutsemisaasta jooksul, mis põhineb 2000 lennul aastas ja 500 miili pikkusel lennul.

Autotööstus:Kui süsinikkiust tugevdatud plastikut (CFRP) kasutatakse 17% auto kerekaalust, parandab kaalu vähenemine kütusekulu ja vähendab CO2-heidet kokku 5 tonni võrra iga CFRP-d kasutava auto kohta, lähtudes 94 000 kilomeetri pikkusest eluaegsest läbisõidust ja 10-aastasest kasutusest, võrreldes tavapäraste autodega, mis ei kasuta CFRP-d.

Lisaks sellele eeldatakse, et transpordirevolutsioon, uus energiakasv ja keskkonnavajadused loovad süsinikkiu jaoks uusi ärivõimalusi. Jaapani Toray andmetel on ülemaailmne nõudlussüsinikkiudprognoositakse, et see kasvab 2025. aastaks 17% aastas. Lennundus- ja kosmosetööstuses ootab Toray uut nõudlust süsinikkiu järele lisaks kommertslennukitele ka „lendavate autode”, näiteks õhusõidukite ja suurte droonide jaoks.

Tuuleenergia: süsinikkiu rakendused kasvavad

Tuuleenergia tootmise valdkonnas toimub üle maailma ulatuslik installatsioon. Asukoha piirangute tõttu nihkub installatsioon avamere ja nõrga tuulega piirkondadesse, mistõttu on vaja kiiresti parandada energiatootmise efektiivsust.

Energia tootmise efektiivsuse suurendamiseks on vaja suuremaid tuuleturbiinilabasid, kuid nende tootmine toimub traditsiooniliste meetodite abil.klaaskiudKomposiitmaterjalid muudavad need longus suhtes vastuvõtlikumaks, mis suurendab turbiinilabade ohtu torni pigistamiseks ja kahjustuste tekitamiseks. Paremate omadustega süsinikkiust tugevdatud plastmaterjalide (CFRP) kasutamine takistab longust ja vähendab kaalu, mis võimaldab toota suuremaid tuuleturbiinilabasid ja aitab kaasa tuuleenergia edasisele kasutuselevõtule.

KandideeridessüsinikkiudTaastuvenergia tuuleturbiinide labadele komposiitmaterjalide lisamine võimaldab luua pikemate labadega tuulikuid kui kunagi varem. Kuna tuuleturbiini teoreetiline energiatootmine on võrdeline laba pikkuse ruuduga, on süsinikkiust komposiitide abil võimalik saavutada suurem suurus ja seega suurendada tuuliku väljundvõimsust.

Toray poolt selle aasta mais avaldatud viimase turuprognoosi analüüsi kohaselt on süsinikkiust tuulikulabade nõudluse aastane kasvumäär aastatel 2022–2025 kuni 23% ning eeldatavasti ulatub süsinikkiust avamere tuulikulabade nõudlus 2030. aastaks 92 000 tonnini.

Vesinikenergia: süsinikkiu panus muutub nähtavamaks

Rohelist vesinikku toodetakse vee elektrolüüsi teel, kasutades taastuvatest energiaallikatest, näiteks päikese- või tuuleenergiast toodetud elektrit. Roheline vesinik kui puhas energiaallikas, mis aitab kaasa süsinikuneutraalsusele, on pälvinud tähelepanu ja selle nõudluse eeldatavasti kasvab tulevikus märkimisväärselt. Lisaks on selle kasutamine vesinikkütuseelementides pidevalt populaarsust kogumas ja eeldatavasti kasvab see tulevikus märkimisväärselt.

Kõrgsurve vesinikuhoidlad, mis on valmistatud ülitugevatest süsinikkiududest, elektroodimaterjalidena ja gaasi difusioonikihtidena kasutatavast süsinikkiust paberist ning muudest toodetest, aitavad positiivselt kaasa vesiniku tootmise, transpordi, ladustamise ja kasutamise kogu ahelale.

KasutadessüsinikkiudSurveanumates, näiteks surugaasi (CNG) ja vesinikuballoonides, on võimalik tõhusalt vähendada kaalu ja suurendada purunemisrõhku. Nõudlus CNG-balloonide järele CNG-sõidukites, mida kasutatakse kojuveduteenustes ja maagaasi transpordimahutites, kasvab pidevalt.

Lisaks eeldatakse, et tulevikus suureneb surveanumates kasutatava süsinikkiu nõudlus, kuna vesinikuhoidlaid kasutatakse üha enam sõiduautodes, veoautodes, raudteedel ja laevadel, mis kasutavad vesinikkütuseelemente.

Shanghai Oriseni uus materjalitehnoloogia Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (ka WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Aadress: NO.398 New Green Road Xinbangi linn Songjiangi piirkond, Shanghai