In che modo i materiali compositi aiutano a raggiungere la decarbonizzazione?

Carbon Neutral Carbon Peak Caratteristica: In che modo i compositi aiutano a decarbonizzare?

A livello globale, scienziati e ambientalisti stanno sviluppando modi per decarbonizzare efficacemente, uno dei quali è l'uso di materiali compositi.

Il termine "decarbonizzazione" si riferisce al processo di riduzione dei livelli di emissione di carbonio riducendo le emissioni di gas serra provenienti dall'industria o riducendo la combustione di combustibili fossili. In poche parole, la decarbonizzazione è associata a una riduzione della produzione di anidride carbonica (CO2), soprattutto dai trasporti e dalla generazione di energia. L'aumento della concentrazione di anidride carbonica nell'aria è uno dei fattori importanti che portano al cambiamento climatico.

Perché aumenta il livello di CO2?

La CO2 è un gas serra che assorbe calore dal sole e, a differenza di altri gas come l'azoto e l'ossigeno, rilascia calore gradualmente nel tempo. Poiché la CO2 è presente in grandi quantità nell'aria, provoca uno squilibrio nell'energia totale e un aumento della temperatura terrestre.

La CO2 si dissolve facilmente anche nell'oceano, dove reagisce con molecole d'acqua per produrre acido carbonico che abbassa il pH dell'oceano. La caduta del pH interferisce con la capacità degli organismi marini di estrarre calcio dall'acqua, essenziale per lo sviluppo di conchiglie e ossa.

Molte industrie dipendono fortemente dai combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale per l'energia. La combustione di combustibili fossili porta all'emissione di CO2, che contribuisce al riscaldamento globale. I ricercatori ritengono che l'impatto del cambiamento climatico possa essere ridotto se l'industria cambia le sue fonti energetiche, vale a dire da fonti di energia non rinnovabili a fonti rinnovabili come solare, eolico, ecc.

Compositi e decarburizzazione

Un materiale composito è un materiale composto da due o più materiali naturali o sintetici con proprietà chimiche e fisiche diverse. I compositi di recente sviluppo non perdono le proprietà dei singoli componenti, ma hanno molteplici combinazioni preziose di proprietà.

Nell'industria aerospaziale, i materiali compositi sono stati sviluppati e utilizzati per lungo tempo. Questi materiali compositi aiutano a sviluppare strutture aeree più leggere e durevoli, che aiutano nella decarbonizzazione. La maggior parte del mondo sta lavorando per emissioni nette di carbonio zero, e ricercatori e produttori ritengono che l'uso di materiali compositi sia un modo efficace per decarbonizzare efficacemente.

Facendo eco alle loro opinioni, il Composites Leadership Forum (CLF) ha recentemente evidenziato il ruolo dei compositi nel raggiungimento di un futuro netto zero CO2. I compositi sono considerati l'asset più strategico e devono essere esplorati per sviluppare prodotti che valorizzino la rivoluzione industriale verde. Nel 2016, CLF è stata fondata per fornire una leadership indipendente al settore. Più recentemente, CLF si è concentrata sullo sviluppo di nuovi materiali compositi che aiuteranno a combattere il cambiamento climatico.

Sviluppo del processo di decarburizzazione per materiali compositi

Composite Braiding è un'azienda fondata nel 2017 da Steve Barbour. Dopo aver lavorato nell'industria automobilistica, Barber ha acquisito una vasta esperienza e contatto con un'azienda produttrice di compositi, rendendosi conto dell'importanza e della necessità di un materiale composito più leggero che potesse aiutare a decarbonizzare.

L'obiettivo di Composite Braiding è quello di sviluppare prodotti a basso impatto ambientale. L'azienda ha costruito un impianto produttivo altamente automatizzato che combina materiali come vetro, carbonio, aramide e fibre basaltiche con termoplastiche. I termoplastici avanzati di recente sviluppo sono più forti e più forti dell'acciaio e riducono il peso fino al 60%.

Inoltre, la matrice termoplastica utilizzata nel processo produttivo è anch'essa riciclabile. Il composito termoplastico di recente sviluppo può facilmente riutilizzare calore e pressione e non richiede sostanze chimiche nocive. Pertanto, questo materiale composito può essere facilmente riutilizzato e riciclato.

Un altro vantaggio dei compositi termoplastici di recente sviluppo è che sono meccanicamente superiori, economici e più sostenibili rispetto ai compositi convenzionali. Una statistica interessante dell'azienda mostra che producono fino a 100.000 pezzi all'anno ad un costo simile alla produzione tradizionale. Un'altra caratteristica importante è che il processo di produzione dell'azienda riduce gli sprechi fino al 95% rispetto ai processi di produzione compositi tradizionali. Il motivo del basso spreco è dovuto al riutilizzo dei materiali residui.

È importante sottolineare che quando tali materiali compositi vengono applicati ai veicoli, vale a dire per sviluppare telai leggeri e durevoli, telai dei sedili, ecc., possono ridurre significativamente le emissioni di carbonio e utilizzare meno energia. Inoltre, quando viene utilizzato in infrastrutture (come alberi di illuminazione e comunicazione, ponti, ecc.), il processo di installazione richiede meno energia e fornisce un servizio a lungo termine.

Piano di sviluppo futuro

Attualmente, Composite Braiding sta lavorando con il progetto High Value Manufacturing Catapult istituito dal governo britannico e si sta concentrando sulla creazione di materiali compositi sostenibili. Nell'ambito del progetto Rediscover Composites, Composite Braiding mira a monitorare il recupero, la decomposizione, il riciclaggio e il riutilizzo nella produzione di compositi.