Jesu li karbonska vlakna bolja za okoliš od čelika?

 

Čovječe, želim leteći auto. Kako bi to bilo cool, zar ne? A činjenica da je danasPovratak u budućnostDan samo ističe činjenicu da sada, 2015. godine, mitrebao biimaju leteće automobile. Ako Doc to može s tehnologijom iz 2015., zašto ne možemo i mi? Dijelom je razlog to što još uvijek radimo na lebdećoj tehnologiji, dijelom zato što smišljamo kako preklopiti kotače ispod auta na najcool mogući način, a dijelom je to što su automobili vrlo težak. Mislim, kad razmislite o tome, sjedite usred 3000 do 5000 funti čelika i ubrzivača. Podići to s tla bez golemih krila i piste nije mali trik. DeLoreani su težili nešto manje od toga, oko 2700 funti, ali to je još uvijek više od tone metala za podizanje s tla. Srećom, znanost. Proizvođači automobila shvaćaju da su automobili teški, a težina znači veću potrošnju goriva. Uz standarde za učinkovitost goriva koji postaju sve stroži iz sekunde u sekundu, u njihovom je najboljem interesu da skinu nešto od te dodatne težine. Za to traže karbonska vlakna.

Što su karbonska vlakna?

Karbonska vlakna su... pa... karbonska vlakna. Pokušajte držati korak ovdje, podnaslov. Točnije, to su vlakna sastavljena od atoma ugljika koja se mogu ispreplesti u materijal ili kombinirati sa smolom kako bi se formiralo nešto malo čvršće. Potonji se naziva polimer ojačan ugljičnim vlaknima (CFRP), ali se također može nazvati i ugljičnim vlaknima jer... je nejasno. Ugljična vlakna su lagana, imaju visoku vlačnu čvrstoću, otpornost na visoke temperature, visoku kemijsku otpornost, visoku krutost i nisko toplinsko širenje. Drugim riječima, previše je kvalificiran da budeš ujakova palica za spori softbol. Koristi se za izradu svega, od interijera automobila preko helikoptera na daljinsko upravljanje do trkaćih motocikala. I već se naširoko koristi u proizvodnji automobila iu zrakoplovnoj industriji, pa bi leteći automobili trebali biti sljedeći logičan korak, zar ne? Puno se žalimo na ugljik ovdje u RecycleNationu, ali čak i mi shvaćamo da on nije bez upotrebe (kao što je osnova života ili što već). A stvaranje laganih, super jakih materijala jedan je od njih. Također, pravljenje malih mjehurića u mojim gaziranim pićima. Unatoč svojoj sklonosti da budu fantastični, ugljična vlakna ipak imaju utjecaj na okoliš koji se ne može zanemariti.

Kakav je utjecaj karbonskih vlakana na okoliš?

Pa… teško je reći. Nema sumnje da proizvodnja karbonskih vlakana košta tonu energije. Zapravo, to je oko 14 puta energetski intenzivnije od proizvodnje čelika, a proces stvaranja izbacuje značajnu količinu stakleničkih plinova. S druge strane, karbonska vlakna ne korodiraju, ne degradiraju se, ne hrđaju niti se zamaraju. To znači da ima mnogo duži životni ciklus, tako da se potencijalno mora proizvesti samo jednom, a čelični dio bi se morao zamijeniti više puta. Zbog toga njegov puni životni ciklus izgleda puno bolje. I, što je jednako važno, primarna uporaba karbonskih vlakana trenutno je u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji, gdje težina određuje količinu korištenog goriva. Manje goriva znači manje emisije, a budući da dio od ugljičnih vlakana teži oko 20 posto mase čeličnog, to znači još bolji rezultat za ugljična vlakna. Čelik ima prednost jer se može beskonačno reciklirati. Od tone čelika mogu se napraviti tisuće milja žice, šasija automobila dovoljno vilica da natjera Plavu Raju da plače od radosti. A kada završite s tim, možete ga ponovno otopiti i napraviti ... zdjelice ili što već. Ne znam za što se danas koristi čelik. Gitare? Ugljična vlakna, s druge strane, gotovo se nikada ne recikliraju, a na odlagalištu preživljavaju dulje vrijeme (vidi razgradnju gore). A od 50,000 metričkih tona ugljičnih vlakana proizvedenih prošle godine, oko 10,000 njih otišlo je u tok otpada, a da se od njih nikada nije napravio proizvod. Završio je kao otpad iz procesa proizvodnje.

Mogu li se ugljična vlakna reciklirati?

Abso-jebena lutnja. Sada. Ali to nije uvijek bio slučaj. Obrada i recikliranje ugljičnih vlakana prilično je nov proces. I, iako nije tako skupo kao stvaranje novih CFRP-ova, nije ni jeftino. To se obično događa u procesu koji se zove piroliza, što doslovno znači raspadanje vatrom. slatko. Karbonska vlakna se zagrijavaju do smiješno visokih temperatura u okruženju bez kisika, tako da se zapravo ne zapale. Sve dodatne stvari se tope, a vama ostaju netaknuta karbonska vlakna koja se mogu ponovno upotrijebiti za sve za što su korištena izvorna vlakna. Ugljična vlakna također se mogu reciklirati mljevenjem ili usitnjavanjem, što je jednako učinkovito, ali ostavlja vam kraće vlakno. Kraća vlakna su slabija od duljih, tako da rezultat nije toliko koristan kao vlakna koja su podvrgnuta pirolizi, ali se i dalje mogu koristiti za stvari poput kućišta elektronike, za koje nije potrebna ocjena sudara. Recikliranje karbonskih vlakana zahtijeva više energije od čelika, ali dugoročno gledano, čini se da je bolje za okoliš. Dakle, ono što želim reći je da ako namjeravam sav čelik u svom DeLoreanu zamijeniti karbonskim vlaknima, bolje da se pobrinem da bude recikliran pirolizom. U suprotnom, neće raditi tako dobro nakon što ga naletim na nekoliko kula sa satom.