Πώς τα σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα συμβάλλουν στην ουδετερότητα του άνθρακα;

Εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση εκπομπών: Τα ελαφριά πλεονεκτήματα των ινών άνθρακα γίνονται πιο ορατά

Ανθρακονήματαενισχυμένο πλαστικόΤο (CFRP) είναι γνωστό ότι είναι ελαφρύ και ισχυρό και η χρήση του σε τομείς όπως τα αεροσκάφη και τα αυτοκίνητα έχει συμβάλει στη μείωση του βάρους και στη βελτιωμένη οικονομία καυσίμου. Σύμφωνα με μια Αξιολόγηση Κύκλου Ζωής (LCA) των συνολικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την κατασκευή υλικών έως την απόρριψη που διενεργήθηκε από την Ιαπωνική Ένωση Κατασκευαστών Ανθρακούχων Ινών, η χρήση του CFRP συμβάλλει σημαντικά στη μείωση των εκπομπών CO2

Πεδίο αεροσκαφών:όταν η χρήση σύνθετου CFRP από ανθρακονήματα σε ένα μεσαίου μεγέθους επιβατικό αεροσκάφος φθάνει το 50% (όπως στο Boeing 787 και το Airbus A350 η δόση CFRP έχει ξεπεράσει το 50%), το ποσόανθρακονήματαπου χρησιμοποιείται σε κάθε αεροσκάφος είναι περίπου 20 τόνοι, σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά μπορεί να επιτύχει 20% ελαφρύ, σύμφωνα με 2.000 πτήσεις ετησίως, κάθε κατηγορία 500 μίλια, 10 χρόνια λειτουργίας, κάθε αεροσκάφος μπορεί να μειώσει 27.000 τόνους εκπομπών CO2 ανά αεροσκάφος σε 10 χρόνια λειτουργίας, με βάση 2.000 πτήσεις ετησίως και 500 μίλια ανά πτήση.

Τομέας αυτοκινήτου:Όταν χρησιμοποιείται CFRP για το 17% του βάρους του αμαξώματος του αυτοκινήτου, η μείωση του βάρους βελτιώνει την οικονομία καυσίμου και μειώνει τις εκπομπές CO2 κατά αθροιστικά συνολικά 5 τόνους εκπομπών CO2 ανά αυτοκίνητο με χρήση CFRP, με βάση μια δια βίου απόσταση οδήγησης 94.000 χιλιομέτρων και 10 χρόνια λειτουργίας, σε σύγκριση με τα συμβατικά αυτοκίνητα που δεν χρησιμοποιούν CFRP.

Επιπλέον, η επανάσταση στις μεταφορές, η νέα ενεργειακή ανάπτυξη και οι περιβαλλοντικές ανάγκες αναμένεται να δημιουργήσουν περισσότερες νέες επιχειρηματικές ευκαιρίες για ανθρακονήματα. Σύμφωνα με το Toray της Ιαπωνίας, η παγκόσμια ζήτηση γιαανθρακονήματαπροβλέπεται να αυξάνεται με ετήσιο ρυθμό 17% έως το 2025. Στις αεροδιαστημικές εφαρμογές, η Toray αναμένει νέα ζήτηση για ανθρακονήματα για «ιπτάμενα αυτοκίνητα», όπως αεροπορικές καμπίνες και μεγάλα drones, εκτός από εμπορικά αεροσκάφη.

Αιολική ενέργεια: οι εφαρμογές ανθρακονημάτων αυξάνονται

Στον τομέα της παραγωγής αιολικής ενέργειας, εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας πραγματοποιούνται σε όλο τον κόσμο. Λόγω των περιορισμών της τοποθεσίας, οι εγκαταστάσεις μετατοπίζονται σε υπεράκτιες και περιοχές με χαμηλούς ανέμους, με αποτέλεσμα την επείγουσα ανάγκη βελτίωσης της απόδοσης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Απαιτούνται μεγαλύτερα πτερύγια ανεμογεννητριών για να αυξηθεί η απόδοση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά η κατασκευή τους με χρήση παραδοσιακώνυαλοβάμβακαΤα σύνθετα υλικά τα καθιστούν πιο ευαίσθητα σε χαλάρωση, γεγονός που προδιαθέτει τα πτερύγια του στροβίλου στον κίνδυνο να τσιμπήσουν τον πύργο και να προκαλέσουν ζημιά. Με τη χρήση υλικών CFRP με καλύτερη απόδοση, η χαλάρωση θα ανασταλεί και το βάρος θα μειωθεί, επιτρέποντας την κατασκευή μεγαλύτερων πτερυγίων ανεμογεννητριών και συμβάλλοντας στην περαιτέρω υιοθέτηση της αιολικής ενέργειας.

Με την αίτησηανθρακονήματασύνθετα υλικά στα πτερύγια των ανεμογεννητριών ανανεώσιμης ενέργειας, είναι δυνατή η δημιουργία ανεμογεννητριών με μακρύτερα πτερύγια από ποτέ. Δεδομένου ότι η θεωρητική παραγωγή ισχύος μιας ανεμογεννήτριας είναι ανάλογη με το τετράγωνο του μήκους του πτερυγίου, με τη χρήση σύνθετων ινών άνθρακα είναι δυνατό να επιτευχθεί μεγαλύτερο μέγεθος και έτσι να αυξηθεί η ισχύς εξόδου της ανεμογεννήτριας.

Σύμφωνα με την τελευταία ανάλυση πρόβλεψης αγοράς που κυκλοφόρησε η Toray τον Μάιο του τρέχοντος έτους, το πεδίο ζήτησης ανθρακονημάτων πτερυγίων ανεμογεννητριών 2022-2025 συνδυάζει ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης έως και 23%. και αναμένεται το 2030 η ζήτηση για πτερύγια ανεμογεννητριών υπεράκτιων για ανθρακονήματα θα φτάσει τους 92.000 τόνους.

Ενέργεια Υδρογόνου: Η συμβολή των ινών άνθρακα γίνεται πιο ορατή

Το πράσινο υδρογόνο παράγεται με ηλεκτρόλυση νερού χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή ή η αιολική ενέργεια. Ως πηγή καθαρής ενέργειας που συμβάλλει στην ουδετερότητα του άνθρακα, το πράσινο υδρογόνο έχει προσελκύσει την προσοχή και η ζήτηση του αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά στο μέλλον. Επιπλέον, η χρήση του σε κυψέλες καυσίμου υδρογόνου κερδίζει σταθερά δημοτικότητα και αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά στο μέλλον.

Οι κύλινδροι αποθήκευσης υδρογόνου υψηλής πίεσης κατασκευασμένοι με ίνες άνθρακα υψηλής αντοχής, χαρτί από ανθρακονήματα που χρησιμοποιούνται ως υλικά ηλεκτροδίων και στρώματα διάχυσης αερίων και άλλα προϊόντα συμβάλλουν θετικά στην πλήρη αλυσίδα παραγωγής, μεταφοράς, αποθήκευσης και χρήσης υδρογόνου.

Με τη χρήσηανθρακονήματασε δοχεία πίεσης, όπως συμπιεσμένο φυσικό αέριο (CNG) και φιάλες υδρογόνου, είναι δυνατό να μειωθεί αποτελεσματικά το βάρος και να αυξηθεί η πίεση διάρρηξης. Η ζήτηση για φιάλες CNG για οχήματα CNG που χρησιμοποιούνται σε υπηρεσίες παράδοσης κατ' οίκον και δεξαμενές μεταφοράς φυσικού αερίου αυξάνεται σταθερά.

Επιπλέον, η ζήτηση για ανθρακονήματα που χρησιμοποιούνται σε δοχεία πίεσης αναμένεται να αυξηθεί στο μέλλον καθώς οι κύλινδροι αποθήκευσης υδρογόνου χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε επιβατικά αυτοκίνητα, φορτηγά, σιδηροδρόμους και πλοία που χρησιμοποιούν κυψέλες καυσίμου υδρογόνου.

Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (επίσης WhatsApp)
Τ:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Διεύθυνση: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Σαγκάη