कार्बन फाइबर कंपोजिट कार्बन तटस्थता में कैसे योगदान करते हैं?

ऊर्जा की बचत और उत्सर्जन में कमी: कार्बन फाइबर के हल्केपन के फायदे अधिक स्पष्ट होते जा रहे हैं

कार्बन फाइबरप्रबलित प्लास्टिक(सीएफआरपी) को हल्का और मजबूत दोनों माना जाता है, और विमान और ऑटोमोबाइल जैसे क्षेत्रों में इसके उपयोग ने वजन घटाने और ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार करने में योगदान दिया है। जापान कार्बन फाइबर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन द्वारा किए गए सामग्री निर्माण से निपटान तक कुल पर्यावरणीय प्रभाव के जीवन चक्र आकलन (एलसीए) के अनुसार, सीएफआरपी का उपयोग सीओ2 उत्सर्जन में कमी लाने में महत्वपूर्ण योगदान देता है।

विमान क्षेत्र:जब मध्यम आकार के यात्री विमान में कार्बन फाइबर कम्पोजिट सीएफआरपी का उपयोग 50% तक पहुंच जाता है (जैसे बोइंग 787 और एयरबस ए350 में सीएफआरपी की मात्रा 50% से अधिक हो जाती है),कार्बन फाइबरप्रत्येक विमान में प्रयुक्त सामग्री लगभग 20 टन है, जो परंपरागत सामग्रियों की तुलना में 20% हल्की हो सकती है। प्रति वर्ष 2,000 उड़ानों, प्रत्येक श्रेणी 500 मील, 10 वर्षों के संचालन के अनुसार, प्रत्येक विमान 10 वर्षों के संचालन में प्रति विमान 27,000 टन CO2 उत्सर्जन को कम कर सकता है। यह प्रति वर्ष 2,000 उड़ानों और प्रति उड़ान 500 मील पर आधारित है।

ऑटोमोटिव क्षेत्र:जब कार बॉडी के वजन के 17% के लिए CFRP का उपयोग किया जाता है, तो वजन में कमी से ईंधन की अर्थव्यवस्था में सुधार होता है और CFRP का उपयोग करने वाली प्रत्येक कार में CO2 उत्सर्जन में कुल 5 टन की कमी आती है, जो कि CFRP का उपयोग न करने वाली पारंपरिक कारों की तुलना में 94,000 किलोमीटर की आजीवन ड्राइविंग दूरी और 10 वर्षों के संचालन पर आधारित है।

इसके अलावा, परिवहन क्रांति, नई ऊर्जा वृद्धि और पर्यावरण संबंधी आवश्यकताओं के कारण कार्बन फाइबर के लिए और अधिक नए व्यावसायिक अवसर पैदा होने की उम्मीद है। जापान के टोरे के अनुसार, कार्बन फाइबर की वैश्विक मांगकार्बन फाइबर2025 तक 17% की वार्षिक दर से बढ़ने 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 का उपयोग बढ़ रहा है

पवन ऊर्जा उत्पादन के क्षेत्र में, दुनिया भर में बड़े पैमाने पर स्थापनाएँ हो रही हैं। साइट की कमी के कारण, स्थापनाएँ अपतटीय और कम हवा वाले क्षेत्रों में स्थानांतरित हो रही हैं, जिसके परिणामस्वरूप बिजली उत्पादन दक्षता में सुधार की तत्काल आवश्यकता है।

बिजली उत्पादन की दक्षता बढ़ाने के लिए बड़े पवन टरबाइन ब्लेड की आवश्यकता होती है, लेकिन पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके उनका निर्माण करना अधिक कठिन होता है।फाइबरग्लासकंपोजिट के कारण उनमें झुकाव की संभावना अधिक होती है, जिससे टरबाइन ब्लेड के टावर से टकराने और नुकसान होने का जोखिम बढ़ जाता है। बेहतर प्रदर्शन करने वाली CFRP सामग्री का उपयोग करके झुकाव को रोका जा सकेगा और वजन कम किया जा सकेगा, जिससे बड़े पवन टरबाइन ब्लेड के निर्माण की अनुमति मिलेगी और पवन ऊर्जा को और अधिक अपनाने में योगदान मिलेगा।

आवेदन करकेकार्बन फाइबरअक्षय ऊर्जा पवन टर्बाइनों के ब्लेडों में कंपोजिट का उपयोग करके, पहले से कहीं अधिक लंबे ब्लेड वाले पवन टर्बाइन बनाना संभव है। चूँकि पवन टर्बाइन का सैद्धांतिक बिजली उत्पादन ब्लेड की लंबाई के वर्ग के समानुपाती होता है, इसलिए कार्बन फाइबर कंपोजिट का उपयोग करके एक बड़ा आकार प्राप्त करना संभव है और इस प्रकार पवन टर्बाइन की आउटपुट पावर को बढ़ाया जा सकता है।

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

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

ग्रीन हाइड्रोजन का उत्पादन सौर या पवन जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से उत्पन्न बिजली का उपयोग करके पानी को इलेक्ट्रोलाइज़ करके किया जाता है। कार्बन तटस्थता में योगदान देने वाले स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में, ग्रीन हाइड्रोजन ध्यान आकर्षित कर रहा है और भविष्य में इसकी मांग में उल्लेखनीय वृद्धि होने की उम्मीद है। इसके अलावा, हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं में इसका उपयोग लगातार लोकप्रिय हो रहा है और भविष्य में इसके काफी बढ़ने 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 सिलेंडर जैसे दबाव वाहिकाओं में, वजन को प्रभावी ढंग से कम करना और फटने वाले दबाव को बढ़ाना संभव है। होम डिलीवरी सेवाओं और प्राकृतिक गैस परिवहन टैंकों में इस्तेमाल होने वाले सीएनजी वाहनों के लिए सीएनजी सिलेंडरों की मांग लगातार बढ़ रही है।

इसके अतिरिक्त, दबाव वाहिकाओं में प्रयुक्त कार्बन फाइबर की मांग भविष्य में बढ़ने की उम्मीद है, क्योंकि हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करने वाले यात्री कारों, ट्रकों, रेलमार्गों और जहाजों में हाइड्रोजन भंडारण सिलेंडरों का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है।

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