Uhlíkových vláken: zázračný materiál s špinavé tajemství
Uhlíkových vláken je stále oslavován jako zázračný materiál pro čistou ekonomiku. Jeho jedinečná kombinace vysoké pevnosti a nízké hmotnosti pomohla řídit revoluci větrné energie a zvýšit účinnost letadel.
Uhlíkových vláken turbínové lopatky může být delší a tužší než tradiční laminátové modely, což je více odolné na moři a efektivnější v méně svěží podmínky.
výrobci automobilů se také probouzejí k potenciálu materiálu vyrábět lehčí a efektivnější vozidla. McLaren nedávno oznámila plány na otevření továrny v Sheffieldu na výrobu uhlíkových vláken sportovní vozy a BMW i3 je vybaveno karbonovou osobní jednotka – jako první masově vyráběné auto.
ale uhlíkové vlákno má špinavé tajemství: hi-tech materiál je nehospodárný na výrobu a obtížně recyklovat.
Přebytečného odpadu na skládku
, Aby se stal silný, lehký kompozitní materiál industries lásky, z uhlíkových vláken je v kombinaci s plastovou pryskyřice. Výrobní proces, ve kterém jsou listy kompozitního materiálu často pokládány ručně, je však zbytečný.
v době, kdy byly oříznuty na velikost, téměř třetina těchto listů z uhlíkových vláken končí na továrních podlahách, podle recyklační společnosti ELG Carbon Fibre. Tam, kde se materiál do výrobků dostane, většina z nich nakonec skončí na skládce, tvrdí firma.
zprávu (pdf), v únoru z charitativní oblasti životního prostředí Zelená Aliance uvedeny uhlíkových vláken jako jeden z několika nových materiálů, které by mohly vytvářet odpad, problémy v budoucnosti, pokud urychleně přijata opatření, aby byla připravena pro recyklaci a opětovné použití.
vědci a startupy závodí, aby vyřešili tento hlavolam. Pokud mohou odvádět uhlíková vlákna ze skládky, mohli by otevřít brány pro použití recyklovaných uhlíkových vláken v automobilech, kolech a pro desítky dalších aplikací. Mohli by také ušetřit spoustu energie, protože výroba panenského materiálu je energeticky nejnáročnější součástí procesu.
klíčovým problémem je, že uhlíkové vlákno nelze jednoduše roztavit a reformovat jako hliník. Uhlíkové vláknové kompozity získat jejich sílu z dlouhé, přesně v souladu uhlíkových vláken, pevně do lepidla-jako polymer, který je vyléčen za vysokých teplot a tlaků. Po vytvrzení se většina z těchto tvrdých polymerů neroztaví a musí být spálena nebo chemicky rozpuštěna, aby se získala cenná vlákna.
ve svém zařízení poblíž Dudley, west Midlands, ELG Carbon Fibre recykluje uhlíková vlákna od roku 2009 spalováním polymerů. Vartega, startup se sídlem v Coloradu, který se objevuje jako technologické centrum z uhlíkových vláken, dělá něco podobného s chemikáliemi.
Obojí má za následek vláken, které jsou kratší a více promíchaný než nové, čímž se snižuje jejich schopnost nést těžká břemena, říká Steve Pickering, vedoucí mechanické, materiály a výrobní inženýrství na Univerzitě v Nottinghamu.
Recyklovaných uhlíkových vláken, často končí v tenisové rakety a golfové hole, kde nízké hmotnosti (a prestiž z uhlíkových vláken) je důležitější než síla, říká Pickering. “Stále je to dobrý materiál, ale není to o moc lepší než jiné levné materiály, jako je hliník a další kompozity,” dodává.
Budoucnost uhlíkových vláken
Pickering výzkumný tým pracuje na způsob, jak rozptýlit recyklovaných vláken v kapalině a srovnat jim nutit to přes malé trysky. Myslí si, že proces bude nakonec vést k recyklovaných uhlíkových vláken, který je dostatečně silný pro použití v automobilovém průmyslu.
efektivnější recyklace by podle něj mohla mít velké dopady i na náklady. Jako materiál pro automobilové díly stojí uhlíkové vlákno v současné době 20krát více než ocel a 10krát více než hliník ,podle výzkumu (pdf) od Jaguar Land Rover.
Chris Kaffir, CEO of Colorado-založené Mallinda, spouštěcí práce na uhlíkových vláken, souhlasí s tím, existuje prostor pro snížení nákladů. Společnost vyvinula nový polymer, který lze transformovat a opravit při nižších teplotách a proto je snadné změnit tvar – umožní uhlíkových vláken auto díly, které mají být vyznačeno v méně než minutu, spíše než několik hodin, proces může v současné době trvat.
“Jsme si představit vrácení nákladů z uhlíkových vláken vytvořením sekundárního trhu pro začlenění recyklovaných vláken do nových produktů,” říká Kaffir.
to se nestane přes noc. Hlavní výrobci automobilů v minulosti dokázali pomalu přijímat nové materiály: například výměna podvozku pickupu F-150 z oceli na hliník trvala Fordu šest let a stála miliardu dolarů.
“Navíc máme 50 let tradiční uhlíkových vláken chemie a vývoj dohnat,” říká Kaffir.
dobrá zpráva je, že výrobky z uhlíkových vláken trvat dlouhou dobu: současná generace lopatky větrných turbín a elektrických vozidel bude mít namířeno na vrakoviště pro nejméně dalších deset let. Možná, že v době, kdy druhá generace odejde do důchodu, budeme mít někde lepší dát jejich vzácná uhlíková vlákna než díru do země.
Zaregistrujte se jako člen Guardian Sustainable Business a získejte každý týden více podobných příběhů přímo do vaší doručené pošty. Můžete nás také sledovat na Twitteru.
{{topLeft}}
{{bottomLeft}}
{{topRight}}
{{bottomRight}}
{{/goalExceededMarkerPercentage}}
{{/ticker}}
{{heading}}
{{#paragraphs}}
{{.}}
{{/paragraphs}}{{highlightedText}}
- Sdílet na Facebook
- Sdílet na Twitteru
- Sdílet přes E-mail
- Sdílejte na LinkedIn
- Sdílet na Pinterestu
- Sdílet na WhatsApp
- Podíl na Messenger
