كيف تساهم مركبات ألياف الكربون في حياد الكربون？

توفير الطاقة وتقليل الانبعاثات: أصبحت مزايا ألياف الكربون خفيفة الوزن أكثر وضوحًا

ألياف الكربونالبلاستيك المعززمن المعروف أن (CFRP) خفيفة الوزن وقوية ، وقد ساهم استخدامه في مجالات مثل الطائرات والسيارات في الحد من الوزن وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود. وفقًا لتقييم دورة الحياة (LCA) من إجمالي التأثير البيئي من تصنيع المواد إلى التخلص التي أجراها جمعية مصنعي ألياف الكربون في اليابان ، فإن استخدام CFRP يساهم بشكل كبير في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

حقل الطائرات:عندما يصل استخدام CFRP المركبة الألياف الكربونية في طائرة ركاب متوسطة الحجم إلى 50 ٪ (كما هو الحال في Boeing 787 و Airbus A350 CFRP ، تجاوزت جرعة CFRP 50 ٪) ، وكمية منألياف الكربونتستخدم في كل طائرة حوالي 20 طنًا ، مقارنةً بالمواد التقليدية يمكن أن تحقق وزنها بنسبة 20 ٪ ، وفقًا لما قالته 2000 رحلة سنويًا ، كل فئة 500 ميل ، 10 سنوات من التشغيل ، يمكن لكل طائرة تقليل 27000 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل طائرة في 10 سنوات من التشغيل ، بناءً على 2000 رحلة في السنة و 500 ميل في الرحلة.

مجال السيارات:عندما يتم استخدام CFRP ل 17 ٪ من وزن جسم السيارة ، فإن الحد من الوزن يحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود ويقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار إجمالي تراكمي يبلغ 5 أطنان من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل سيارة باستخدام CFRP ، بناءً على مسافة قيادة مدى الحياة تبلغ 94000 كيلومتر و 10 سنوات من التشغيل ، مقارنة مع السيارات التقليدية التي لا تستخدم CFRP.

بالإضافة إلى ذلك ، من المتوقع أن تخلق ثورة النقل ونمو الطاقة الجديد والاحتياجات البيئية المزيد من فرص العمل الجديدة لألياف الكربون. وفقا ل Toray اليابانية ، الطلب العالمي علىألياف الكربونمن المتوقع أن ينمو بمعدل سنوي قدره 17 ٪ بحلول عام 2025. في تطبيقات الفضاء الجوي ، يتوقع Toray طلبًا جديدًا على ألياف الكربون لـ "السيارات الطيران" مثل سيارات الأجرة الهوائية والطائرات بدون طيار ، بالإضافة إلى الطائرات التجارية.

طاقة الرياح: تتزايد تطبيقات ألياف الكربون

في مجال توليد طاقة الرياح ، تجري المنشآت واسعة النطاق في جميع أنحاء العالم. نظرًا لقيود الموقع ، تتحول المنشآت إلى مناطق خارجية وذات الرياح المنخفضة ، مما يؤدي إلى حاجة ملحة لتحسين كفاءة توليد الطاقة.

هناك حاجة إلى شفرات توربينات الرياح الكبيرة لزيادة كفاءة توليد الطاقة ، ولكن تصنيعها باستخدام التقليديةالألياف الزجاجيةالمركبات تجعلها أكثر عرضة للتراجع ، مما يهيئ شفرات التوربينات لخطر قرص البرج والتسبب في تلف. باستخدام مواد CFRP بشكل أفضل ، سيتم تثبيط التراجع وسيتم تقليل الوزن ، مما يسمح بتصنيع شفرات توربينات الرياح الكبيرة والمساهمة في اعتماد طاقة الرياح.

عن طريق التقديمألياف الكربونالمركبات على شفرات توربينات الرياح الطاقة المتجددة ، من الممكن إنشاء توربينات الرياح ذات شفرات أطول من أي وقت مضى. نظرًا لأن توليد الطاقة النظرية لتوربينات الرياح يتناسب مع مربع طول الشفرة ، باستخدام مركبات ألياف الكربون ، من الممكن تحقيق حجم أكبر وبالتالي زيادة طاقة إخراج توربينات الرياح.

وفقًا لآخر تحليل لتوقعات السوق الصادرة عن Toray في مايو من هذا العام ، فإن حقل شفرة التوربينات الرياح 2022-2025 لمركبة الألياف الكربونية المركب السنوية تصل إلى 23 ٪ ؛ ومن المتوقع أن يصل الطلب على توربينات الرياح في الخارج إلى ألياف الكربون إلى 92000 طن.

طاقة الهيدروجين: أصبحت مساهمة ألياف الكربون أكثر وضوحًا

يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق الماء الكهربائي باستخدام الكهرباء الناتجة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح. كمصدر للطاقة النظيفة يساهم في حياد الكربون ، كان الهيدروجين الأخضر يجذب الانتباه ومن المتوقع أن ينمو طلبه بشكل كبير في المستقبل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدامه في خلايا وقود الهيدروجين يكتسب شعبية بشكل مطرد ومن المتوقع أن ينمو بشكل كبير في المستقبل.

تساهم أسطوانات تخزين الهيدروجين عالية الضغط المصنوعة من ألياف الكربون عالية القوة ، وورق ألياف الكربون المستخدمة كمواد كهربائية وطبقات لنشر الغاز ، وغيرها من المنتجات بشكل إيجابي في السلسلة الكاملة لإنتاج الهيدروجين والنقل والتخزين والاستخدام.

باستخدامألياف الكربونفي أوعية الضغط ، مثل الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) واسطوانات الهيدروجين ، من الممكن تقليل الوزن بشكل فعال وزيادة ضغط الانفجار. ينمو الطلب على أسطوانات CNG لمركبات CNG المستخدمة في خدمات توصيل المنازل وخزانات نقل الغاز الطبيعي بشكل مطرد.

بالإضافة إلى ذلك ، من المتوقع أن يزداد الطلب على ألياف الكربون المستخدمة في أوعية الضغط في المستقبل حيث يتم استخدام أسطوانات تخزين الهيدروجين بشكل متزايد في سيارات الركاب والشاحنات والسكك الحديدية والسفن التي تستخدم خلايا وقود الهيدروجين.

شنغهاي أوريسن نيو مواد تكنولوجيا شركة ، المحدودة
M: +86 18683776368 (أيضا WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: No.398 New Green Road Xinbang Town District Songjiang ، Shanghai