Come i compositi in fibra di carbonio contribuiscono alla neutralità del carbonio？

Riduzione del risparmio energetico ed emissione: i vantaggi leggeri della fibra di carbonio stanno diventando più visibili

Fibra di carbonioplastica rinforzata(CFRP) è noto per essere sia leggero che forte e il suo uso in campi come aeromobili e automobili ha contribuito alla riduzione del peso e al miglioramento del consumo di carburante. Secondo una valutazione del ciclo di vita (LCA) dell'impatto ambientale totale dalla produzione di materiali allo smaltimento condotto dalla Japan Carbon Fibre Products Association, l'uso del CFRP contribuisce in modo significativo alla riduzione delle emissioni di CO2

Campo aereo:Quando l'uso di CFRP composito in fibra di carbonio in un aereo passeggeri di medie dimensioni raggiunge il 50% (come nel dosaggio di Boeing 787 e Airbus A350 CFRP ha superato il 50%), la quantità di quantitàfibra di carbonioUtilizzato in ciascun aereo è di circa 20 tonnellate, rispetto ai materiali tradizionali che possono ottenere il 20% leggero, in base a 2.000 voli all'anno, ogni classe 500 miglia, 10 anni di attività, ogni aereo può ridurre 27.000 tonnellate di emissioni di CO2 per aereo in 10 anni di attività, in base a 2.000 voli all'anno e 500 miglia per volo.

Campo automobilistico:Quando il CFRP viene utilizzato per il 17% del peso del corpo automobilistico, la riduzione del peso migliora il risparmio di carburante e riduce le emissioni di CO2 di un totale cumulativo di 5 tonnellate di emissioni di CO2 per auto usando CFRP, basata su una distanza di guida permanente di 94.000 chilometri e 10 anni di attività, rispetto alle auto convenzionali che non utilizzano CFRP.

Oltre a ciò, la rivoluzione dei trasporti, la nuova crescita energetica e le esigenze ambientali dovrebbero creare più nuove opportunità commerciali per la fibra di carbonio. Secondo il Toray del Giappone, domanda globale perfibra di carbonioè previsto crescere a un tasso annuale del 17% entro il 2025. Nelle applicazioni aerospaziali, Toray prevede una nuova domanda di fibra di carbonio per le "auto volanti" come taxi aerei e droni di grandi dimensioni, oltre agli aerei commerciali.

Potenza eolica: le applicazioni in fibra di carbonio stanno aumentando

Nel campo della generazione di energia eolica, si svolgono installazioni su larga scala in tutto il mondo. A causa dei vincoli del sito, le installazioni si stanno spostando in aree offshore e a basso vento, con conseguente necessità urgente di migliorare l'efficienza della generazione di energia.

Sono necessarie pale di turbine eoliche più grandi per aumentare l'efficienza della produzione di energia, ma produrre le loro tradizionali tradizionalifibra di vetroI compositi li rendono più suscettibili al rilassamento, il che predispone le pale della turbina al rischio di pizzicare la torre e causare danni. Utilizzando materiali CFRP con prestazioni migliori, il calo sarà inibito e il peso sarà ridotto, consentendo la produzione di pale di turbine eoliche più grandi e contribuendo all'ulteriore adozione dell'energia eolica.

Applicandofibra di carbonioCompositi alle pale delle turbine eoliche di energia rinnovabile, è possibile creare turbine eoliche con lame più lunghe che mai. Poiché la generazione teorica di energia di una turbina eolica è proporzionale al quadrato della lunghezza della lama, utilizzando compositi in fibra di carbonio è possibile ottenere una dimensione maggiore e quindi aumentare la potenza di uscita della turbina eolica.

Secondo l'ultima analisi delle previsioni di mercato rilasciata da Toray nel maggio di quest'anno, il campo della lama della turbina eolica 2022-2025 del tasso di crescita annuale della domanda in fibra di carbonio fino al 23%; e si prevede che il 2030 la domanda di lama della turbina eolica offshore per fibra di carbonio raggiungerà 92.000 tonnellate.

Energia all'idrogeno: il contributo della fibra di carbonio sta diventando più visibile

L'idrogeno verde è prodotto dall'elettrolizzante acqua mediante elettricità generata da fonti di energia rinnovabile come solare o vento. Come fonte di energia pulita che contribuisce alla neutralità del carbonio, l'idrogeno verde ha attirato l'attenzione e la sua domanda dovrebbe crescere in modo significativo in futuro. Inoltre, il suo utilizzo nelle celle a combustibile idrogeno sta guadagnando costantemente popolarità e dovrebbe crescere significativamente in futuro.

I cilindri di stoccaggio di idrogeno ad alta pressione realizzati con fibre di carbonio ad alta resistenza, carta in fibra di carbonio utilizzate come materiali per elettrodi e strati di diffusione del gas e altri prodotti contribuiscono positivamente alla catena completa di produzione di idrogeno, trasporto, conservazione e utilizzo.

Usandofibra di carbonioNei vasi di pressione, come il gas naturale compresso (metano) e i cilindri di idrogeno, è possibile ridurre efficacemente il peso e aumentare la pressione di scoppio. La domanda di cilindri a metano per i veicoli a metano utilizzati nei servizi di consegna a domicilio e i serbatoi di trasporto di gas naturale sta crescendo costantemente.

Inoltre, si prevede che la domanda di fibre di carbonio utilizzata nei vasi a pressione aumenterà in futuro poiché i cilindri di stoccaggio di idrogeno sono sempre più utilizzati in autovetture, camion, ferrovie e navi che utilizzano celle a combustibile per idrogeno.

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