چگونه کامپوزیت‌های فیبر کربن به خنثی بودن کربن کمک می‌کنند؟

صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای: مزایای سبکی الیاف کربن بیشتر آشکار می‌شود

فیبر کربنپلاستیک تقویت‌شده(CFRP) به عنوان ماده‌ای سبک و مقاوم شناخته می‌شود و استفاده از آن در زمینه‌هایی مانند هواپیما و خودرو به کاهش وزن و بهبود مصرف سوخت کمک کرده است. طبق ارزیابی چرخه عمر (LCA) از کل تأثیرات زیست‌محیطی از تولید مواد تا دفع آنها که توسط انجمن تولیدکنندگان فیبر کربن ژاپن انجام شده است، استفاده از CFRP به طور قابل توجهی در کاهش انتشار CO2 نقش دارد.

حوزه هواپیما:وقتی استفاده از کامپوزیت فیبر کربن CFRP در یک هواپیمای مسافربری متوسط ​​به 50٪ برسد (مانند بوئینگ 787 و ایرباس A350 که دوز CFRP از 50٪ فراتر رفته است)، میزان ...فیبر کربنوزن مورد استفاده در هر هواپیما حدود 20 تن است، در مقایسه با مواد سنتی که می‌توانند 20٪ سبک‌تر باشند، با توجه به 2000 پرواز در سال، هر کلاس 500 مایل، 10 سال کارکرد، هر هواپیما می‌تواند 27000 تن انتشار CO2 را در هر هواپیما در 10 سال کارکرد کاهش دهد، بر اساس 2000 پرواز در سال و 500 مایل در هر پرواز.

حوزه خودرو:وقتی CFRP برای ۱۷٪ از وزن بدنه خودرو استفاده شود، کاهش وزن باعث بهبود مصرف سوخت و کاهش انتشار CO2 به میزان ۵ تن در مجموع انتشار CO2 به ازای هر خودرو با استفاده از CFRP می‌شود، که بر اساس مسافت رانندگی مادام‌العمر ۹۴۰۰۰ کیلومتر و ۱۰ سال کارکرد، در مقایسه با خودروهای معمولی که از CFRP استفاده نمی‌کنند، محاسبه شده است.

علاوه بر این، انتظار می‌رود انقلاب حمل و نقل، رشد انرژی‌های نو و نیازهای زیست‌محیطی، فرصت‌های تجاری جدید بیشتری را برای الیاف کربن ایجاد کند. طبق گفته‌ی شرکت Toray ژاپن، تقاضای جهانی برایفیبر کربنپیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۵ با نرخ سالانه ۱۷ درصد رشد کند. در کاربردهای هوافضا، تورای انتظار دارد علاوه بر هواپیماهای تجاری، تقاضای جدیدی برای فیبر کربن برای «ماشین‌های پرنده» مانند کابین‌های هوایی و پهپادهای بزرگ ایجاد شود.

انرژی بادی: کاربردهای الیاف کربن در حال افزایش است

در زمینه تولید برق بادی، تأسیسات در مقیاس بزرگ در سراسر جهان در حال انجام است. به دلیل محدودیت‌های مکانی، تأسیسات به مناطق فراساحلی و کم‌باد منتقل می‌شوند و در نتیجه نیاز فوری به بهبود بهره‌وری تولید برق وجود دارد.

برای افزایش راندمان تولید برق، به پره‌های توربین بادی بزرگتری نیاز است، اما تولید آنها با استفاده از روش‌های سنتیفایبرگلاسکامپوزیت‌ها آنها را بیشتر مستعد خمیدگی می‌کنند که این امر پره‌های توربین را در معرض خطر گیر کردن به برج و ایجاد آسیب قرار می‌دهد. با استفاده از مواد CFRP با عملکرد بهتر، خمیدگی مهار شده و وزن کاهش می‌یابد و امکان ساخت پره‌های توربین بادی بزرگتر فراهم می‌شود و به پذیرش بیشتر انرژی باد کمک می‌کند.

با اعمالفیبر کربنبا استفاده از کامپوزیت‌ها در پره‌های توربین‌های بادی انرژی تجدیدپذیر، می‌توان توربین‌های بادی با پره‌های بلندتر از همیشه ساخت. از آنجایی که تولید برق تئوری یک توربین بادی متناسب با مجذور طول پره است، با استفاده از کامپوزیت‌های الیاف کربن می‌توان به اندازه بزرگتری دست یافت و در نتیجه توان خروجی توربین بادی را افزایش داد.

بر اساس آخرین تحلیل پیش‌بینی بازار که توسط Toray در ماه مه امسال منتشر شد، تقاضای الیاف کربن برای پره‌های توربین بادی بین سال‌های 2022 تا 2025 با نرخ رشد سالانه ترکیبی تا 23 درصد خواهد بود؛ و انتظار می‌رود تا سال 2030 تقاضای الیاف کربن برای پره‌های توربین بادی فراساحلی به 92000 تن برسد.

انرژی هیدروژن: سهم فیبر کربن بیشتر نمایان می‌شود

هیدروژن سبز با الکترولیز آب با استفاده از برق تولید شده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی یا باد تولید می‌شود. هیدروژن سبز به عنوان یک منبع انرژی پاک که به خنثی بودن کربن کمک می‌کند، توجه زیادی را به خود جلب کرده است و انتظار می‌رود تقاضای آن در آینده به طور قابل توجهی افزایش یابد. علاوه بر این، استفاده از آن در سلول‌های سوختی هیدروژنی به طور پیوسته در حال افزایش محبوبیت است و انتظار می‌رود در آینده به طور قابل توجهی افزایش یابد.

سیلندرهای ذخیره‌سازی هیدروژن با فشار بالا که با الیاف کربن با استحکام بالا، کاغذ الیاف کربنی مورد استفاده به عنوان مواد الکترود و لایه‌های انتشار گاز و سایر محصولات ساخته شده‌اند، به طور مثبت به زنجیره کامل تولید، حمل و نقل، ذخیره‌سازی و استفاده از هیدروژن کمک می‌کنند.

با استفاده ازفیبر کربندر مخازن تحت فشار، مانند سیلندرهای گاز طبیعی فشرده (CNG) و هیدروژن، می‌توان به طور مؤثر وزن را کاهش و فشار انفجار را افزایش داد. تقاضا برای سیلندرهای CNG برای وسایل نقلیه CNG مورد استفاده در خدمات تحویل درب منزل و مخازن حمل گاز طبیعی به طور پیوسته در حال افزایش است.

علاوه بر این، انتظار می‌رود تقاضا برای الیاف کربن مورد استفاده در مخازن تحت فشار در آینده افزایش یابد، زیرا سیلندرهای ذخیره‌سازی هیدروژن به طور فزاینده‌ای در خودروهای سواری، کامیون‌ها، راه‌آهن‌ها و کشتی‌هایی که از پیل‌های سوختی هیدروژنی استفاده می‌کنند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شرکت فناوری مواد جدید شانگهای اوریسن، با مسئولیت محدود
تلفن: +86 18683776368 (همچنین واتس‌اپ)
تلفن: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
آدرس: NO.398 جاده سبز جدید، شهر شینبانگ، منطقه سونگجیانگ، شانگهای