Hogyan segítik a kompozit anyagok a dekarbonizáció elérését?

Carbon Semleges Carbon Peak Funkció: Hogyan segítenek a kompozitok dekarbonizálni?

Globálisan a tudósok és a környezetvédők módszereket fejlesztenek ki a hatékony szénsavmentesítés módjára, amelyek közül az egyik a kompozit anyagok használata.

The term "decarbonization" refers to the process of reducing carbon emission levels by reducing greenhouse gas emissions from industry or reducing the burning of fossil fuels. Simply put, decarbonization is associated with a reduction in the production of carbon dioxide (CO2), especially from transportation and power generation. The increase in the concentration of carbon dioxide in the air is one of the important factors leading to climate change.

Miért emelkedik a CO2 szintje?

A CO2 egy üvegházhatású gáz, amely elnyeli a napból származó hőt, és más gázokkal ellentétben, mint a nitrogén és az oxigén, idővel fokozatosan szabadítja ki a hőt. Mivel a szén-dioxid nagy mennyiségben van jelen a levegőben, egyensúlyhiányt okoz a teljes energiában és növekszik a Föld hőmérséklete.

A szén-dioxid könnyen feloldódik az óceánban, ahol a vízmolekulákkal reagál, és szénsavat termel, ami csökkenti az óceán pH-ját. A pH csökkenése befolyásolja a tengeri élőlények képességét, hogy kalciumot vonjanak ki a vízből, ami elengedhetetlen a kagylók és a csontok fejlődéséhez.

Számos iparág nagymértékben támaszkodik a fosszilis tüzelőanyagokra, mint például a szén, az olaj és a földgáz. A fosszilis tüzelőanyagok elégetése CO2-kibocsátáshoz vezet, ami hozzájárul a globális felmelegedéshez. A kutatók úgy vélik, hogy az éghajlatváltozás hatása csökkenthető, ha az ipar megváltoztatja energiaforrásait, azaz a nem megújuló energiaforrásokról a megújuló energiaforrásokra, mint például a napenergia, a szél stb.

Kompozitok és dekarburizálás

Az összetett anyag két vagy több különböző kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkező természetes vagy szintetikus anyagból álló anyag. Az újonnan kifejlesztett kompozitok nem veszítik el az egyes komponensek tulajdonságait, hanem több értékes tulajdonságkombinációval rendelkeznek.

A repülőgépiparban a kompozit anyagokat hosszú ideig fejlesztik és használják. Ezek az összetett anyagok segítenek könnyebb, tartósabb repülőgép szerkezetek kialakításában, amelyek segítenek a dekarbonizálásban. A világ nagy része a nettó nulla szén-dioxid-kibocsátás érdekében dolgozik, és a kutatók és a gyártók úgy vélik, hogy a kompozit anyagok használata hatékony módja a hatékony szén-dioxid-mentesítésnek.

A Composites Leadership Forum (CLF) a közelmúltban hangsúlyozta véleményüket, hogy a kompozitok milyen szerepet játszanak a jövőbeni nettó nulla CO2 elérésében. A kompozitokat a legstratégiailagosabb eszköznek tartják, és meg kell vizsgálni a zöld ipari forradalmat erősítő termékek kifejlesztéséhez. 2016-ban jött létre a CLF, hogy független vezető szerepet biztosítson az iparág számára. A CLF a közelmúltban új kompozit anyagok kifejlesztésére összpontosított, amelyek segítenek az éghajlatváltozás elleni küzdelemben.

Kompozit anyagok dekarburizációs folyamatának fejlesztése

A Composite Braiding céget Steve Barbour alapította 2017-ben. Az autóiparban végzett munkát követően Barber széles körű tapasztalatot és kapcsolatot szerzett egy kompozit gyártó céggel, felismerve, hogy fontos és szükséges egy könnyebb kompozit anyag, amely segíthet dekarbonizálni.

A kompozit fonás középpontjában az alacsony szén-dioxid lábnyomú termékek fejlesztése áll. A vállalat egy rendkívül automatizált gyártóüzemet épített, amely hőműanyagokkal kombinálja az olyan anyagokat, mint az üveg, szén, aramid és bazaltszálak. Az újonnan kifejlesztett fejlett hőműanyagok erősebbek és erősebbek, mint az acél, és akár 60%-kal csökkentik a súlyt.

Továbbá a gyártási folyamatban használt hőre lágyuló mátrix maga is újrahasznosítható. Az újonnan kifejlesztett hőre lágyuló kompozit könnyen újrahasználhatja a hőt és a nyomást, és nem igényel káros vegyi anyagokat. Ezért ez a kompozit anyag könnyen újrahasználható és újrahasznosítható.

Az újonnan kifejlesztett hőre lágyuló kompozitok további előnye, hogy mechanikailag kiválóbb, gazdaságosabb és fenntarthatóbb, mint a hagyományos kompozitok. A vállalat érdekes statisztikája azt mutatja, hogy évente akár 100 000 alkatrészt gyártanak a hagyományos gyártáshoz hasonló költségekkel. Egy másik fontos jellemző, hogy a vállalat gyártási folyamata akár 95%-kal csökkenti a hulladékot a hagyományos kompozit gyártási folyamatokhoz képest. Az alacsony hulladék oka a maradék anyagok újrafelhasználása.

Fontos, hogy amikor ilyen kompozit anyagokat alkalmaznak a járművekre, nevezetesen könnyű és tartós keretek, ülésvázak stb. kifejlesztésére, jelentősen csökkenthetik a szén-dioxid-kibocsátást és kevesebb energiát fogyaszthatnak. Továbbá, amikor infrastruktúrában (például világítási és kommunikációs árbocok, hidak stb.) használják, a telepítési folyamat kevesebb energiát igényel és hosszú távú szolgáltatást nyújt.

Jövőbeni fejlesztési terv

Jelenleg a Kompozit fonás az Egyesült Királyság kormánya által létrehozott High Value Manufacturing Catapult projekttel dolgozik, és a fenntartható kompozit anyagok létrehozására összpontosít. A Rediscover Composites projekt részeként a Composite fonás célja a hasznosítás, bomlás, újrahasznosítás és újrahasznosítás nyomon követése kompozitok gyártásában.