कार्बन फाइबर कंपोजिट कार्बन तटस्थता में कैसे योगदान देते हैं?

ऊर्जा बचत और उत्सर्जन में कमी: कार्बन फाइबर के हल्के वजन के फायदे अब और भी स्पष्ट रूप से दिखाई देने लगे हैं।

कार्बन फाइबरप्रबलित प्लास्टिककार्बन फाइबर रिफ्लेक्स (CFRP) अपनी हल्की और मजबूत विशेषताओं के लिए जाना जाता है, और विमान और ऑटोमोबाइल जैसे क्षेत्रों में इसके उपयोग से वजन कम करने और ईंधन दक्षता में सुधार करने में योगदान मिला है। जापान कार्बन फाइबर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन द्वारा सामग्री निर्माण से लेकर निपटान तक कुल पर्यावरणीय प्रभाव के लाइफ साइकिल असेसमेंट (LCA) के अनुसार, CFRP का उपयोग CO2 उत्सर्जन को कम करने में महत्वपूर्ण योगदान देता है।

विमान क्षेत्र:जब मध्यम आकार के यात्री विमान में कार्बन फाइबर कंपोजिट सीएफआरपी का उपयोग 50% तक पहुँच जाता है (जैसे कि बोइंग 787 और एयरबस ए350 में सीएफआरपी की मात्रा 50% से अधिक हो गई है), तो इसकी मात्राकार्बन फाइबरप्रत्येक विमान में प्रयुक्त सामग्री का वजन लगभग 20 टन है, पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में यह 20% हल्का है। प्रति वर्ष 2,000 उड़ानों, प्रत्येक श्रेणी की 500 मील की दूरी और 10 वर्षों के संचालन के आधार पर, प्रत्येक विमान 10 वर्षों के संचालन में प्रति विमान 27,000 टन CO2 उत्सर्जन को कम कर सकता है।

ऑटोमोटिव क्षेत्र:जब कार के बॉडी के वजन के 17% हिस्से के लिए CFRP का उपयोग किया जाता है, तो वजन में कमी से ईंधन दक्षता में सुधार होता है और CO2 उत्सर्जन में कुल मिलाकर 5 टन CO2 उत्सर्जन की कमी आती है। यह कमी CFRP का उपयोग करने वाली प्रत्येक कार के लिए देखी गई है, जो 94,000 किलोमीटर की जीवन भर की ड्राइविंग दूरी और 10 वर्षों के संचालन पर आधारित है, जबकि इसकी तुलना उन पारंपरिक कारों से की गई है जिनमें CFRP का उपयोग नहीं किया जाता है।

इसके अलावा, परिवहन क्रांति, नई ऊर्जा का विकास और पर्यावरणीय आवश्यकताओं से कार्बन फाइबर के लिए नए व्यावसायिक अवसर पैदा होने की उम्मीद है। जापान की टोरे के अनुसार, वैश्विक मांग में वृद्धि होने की संभावना है।कार्बन फाइबर2025 तक इसमें 17% की वार्षिक दर से वृद्धि होने का अनुमान है। एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में, टोरे को वाणिज्यिक विमानों के अलावा एयर कैब और बड़े ड्रोन जैसी "उड़ने वाली कारों" के लिए कार्बन फाइबर की नई मांग की उम्मीद है।

पवन ऊर्जा: कार्बन फाइबर के अनुप्रयोगों में वृद्धि हो रही है

पवन ऊर्जा उत्पादन के क्षेत्र में, विश्व भर में बड़े पैमाने पर संयंत्र स्थापित किए जा रहे हैं। स्थल की कमी के कारण, संयंत्रों को अपतटीय और कम पवन वाले क्षेत्रों में स्थानांतरित किया जा रहा है, जिसके परिणामस्वरूप बिजली उत्पादन दक्षता में सुधार की तत्काल आवश्यकता है।

बिजली उत्पादन की दक्षता बढ़ाने के लिए पवन टरबाइन के बड़े ब्लेड की आवश्यकता होती है, लेकिन पारंपरिक तरीकों से इनका निर्माण करना संभव नहीं है।फाइबरग्लासकंपोजिट सामग्री के इस्तेमाल से टरबाइन ब्लेड के झुकने की संभावना बढ़ जाती है, जिससे टावर पर दबाव पड़ने और नुकसान होने का खतरा बढ़ जाता है। बेहतर प्रदर्शन करने वाली CFRP सामग्री का उपयोग करके, झुकने की समस्या को रोका जा सकता है और वजन कम किया जा सकता है, जिससे बड़े पवन टरबाइन ब्लेड का निर्माण संभव हो सकेगा और पवन ऊर्जा को और अधिक अपनाने में योगदान मिलेगा।

आवेदन करकेकार्बन फाइबरनवीकरणीय ऊर्जा पवन टर्बाइनों के ब्लेडों में कार्बन फाइबर कंपोजिट का उपयोग करके, पहले से कहीं अधिक लंबे ब्लेड वाले पवन टर्बाइन बनाना संभव है। चूंकि पवन टर्बाइन की सैद्धांतिक बिजली उत्पादन क्षमता ब्लेड की लंबाई के वर्ग के समानुपाती होती है, इसलिए कार्बन फाइबर कंपोजिट का उपयोग करके बड़े आकार के ब्लेड प्राप्त किए जा सकते हैं और इस प्रकार पवन टर्बाइन की उत्पादन क्षमता को बढ़ाया जा सकता है।

इस वर्ष मई में टोरे द्वारा जारी नवीनतम बाजार पूर्वानुमान विश्लेषण के अनुसार, 2022-2025 के दौरान पवन टरबाइन ब्लेड के क्षेत्र में कार्बन फाइबर की मांग में 23% तक की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर रहने की उम्मीद है; और यह अनुमान है कि 2030 तक अपतटीय पवन टरबाइन ब्लेड के लिए कार्बन फाइबर की मांग 92,000 टन तक पहुंच जाएगी।

हाइड्रोजन ऊर्जा: कार्बन फाइबर का योगदान अब और अधिक स्पष्ट होता जा रहा है

सौर या पवन जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से उत्पन्न बिजली का उपयोग करके जल का विद्युतीकरण करके हरित हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है। कार्बन तटस्थता में योगदान देने वाले एक स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में, हरित हाइड्रोजन ध्यान आकर्षित कर रहा है और भविष्य में इसकी मांग में उल्लेखनीय वृद्धि होने की उम्मीद है। इसके अलावा, हाइड्रोजन ईंधन सेल में इसका उपयोग तेजी से लोकप्रिय हो रहा है और भविष्य में इसमें उल्लेखनीय वृद्धि होने की उम्मीद है।

उच्च शक्ति वाले कार्बन फाइबर से बने उच्च दबाव वाले हाइड्रोजन भंडारण सिलेंडर, इलेक्ट्रोड सामग्री और गैस प्रसार परतों के रूप में उपयोग किए जाने वाले कार्बन फाइबर पेपर और अन्य उत्पाद हाइड्रोजन उत्पादन, परिवहन, भंडारण और उपयोग की पूरी श्रृंखला में सकारात्मक योगदान देते हैं।

का उपयोग करकेकार्बन फाइबरसंपीड़ित प्राकृतिक गैस (सीएनजी) और हाइड्रोजन सिलेंडरों जैसे दबाव पात्रों में, वजन को प्रभावी ढंग से कम करना और विस्फोट दबाव को बढ़ाना संभव है। होम डिलीवरी सेवाओं में उपयोग होने वाले सीएनजी वाहनों और प्राकृतिक गैस परिवहन टैंकों के लिए सीएनजी सिलेंडरों की मांग लगातार बढ़ रही है।

इसके अलावा, दबाव पात्रों में प्रयुक्त कार्बन फाइबर की मांग भविष्य में बढ़ने की उम्मीद है क्योंकि हाइड्रोजन ईंधन सेल का उपयोग करने वाली यात्री कारों, ट्रकों, रेलगाड़ियों और जहाजों में हाइड्रोजन भंडारण सिलेंडरों का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है।

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