فناوری جدید ساخت فیبر کربن باعث کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای می‌شود

فیبر کربن با وزن بسیار کم باعث صرفه‌جویی در مصرف سوخت خودروها می‌شود؛ اما فرایند ساخت آن نیازمند مقادیر زیاد انرژی است که خود باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

به نظر می‌رسد فیبرکربن برای محیط‌زیست نسبتاً مناسب باشد؛ استفاده از این ماده باعث می‌شود خودروها و هواپیماها آن‌قدر سبک‌تر شوند که مسافت بیشتری را با مصرف سوخت کمتر طی کنند. از طرفی، تولید سازه‌های فیبرکربنی، انرژی بسیار زیادی مصرف می‌کند؛ به همین دلیل بی‌ام‌و فیبرکربن مورد نیاز برای خودروهای i3 و i8 خود را از شهر موزس لیک واقع در واشنگتن که فرایند تولید انرژی درآن پاک‌تر است، تأمین می‌کند.

BMW i3

اکنون محققان دانشگاه فنی مونیخ فرآیندی را کشف کرده‌اند که به تولید فیبرکربن باکاهش CO2 منجر می‌شود. تولید مواد اولیه پلی آکریلونیتریل از جلبک‌ها و تصفیه آن با استفاده از انرژی خورشیدی و بازتاب پارابولیک، الیافی را تولید می‌کند که با خواص الیاف مشتق‌شده از هیدروکربن‌ها مطابقت دارد.

جلبک‌های دانشگاه فنی مونیخ، دی‌اکسیدکربن را در قندها و روغن جلبک پیوند می‌دهند؛ سپس یک مخمر مخصوص تشکیل روغن باعث می‌شود روغن‌های مخمر از قندهای جلبک و دیواره‌های سلولی به دست آید. آنزیم‌ها به روغن جلبک و مخمر حمله می‌کنند تا اسیدهای چرب و گلیسیرین تشکیل شوند. گلیسیرین به فیبرکربن تبدیل می‌شود، در حالی که اسیدهای چرب می‌توانند به‌عنوان افزودنی استفاده شوند.

Airbus A320

تأسیسات تحقیقاتی AlgaeTec با سرمایه‌گذاری ایرباس  راه‌اندازی شده است. هدف این پروژه در ابتدا استخراج نفت سفید زیستی از جلبک‌ها بود. سوخت جت تولیدشده از جلبک‌ها ممکن است هرگز از نظر اقتصادی قابل توجیه نباشد، اما محققان دانشگاه فنی مونیخ می‌گویند که تولید فیبرکربن در مقیاس بزرگ، امکان جبران تمام کربن‌های تولیدشده توسط بخش هواپیمایی را دارد.

Carbon Dioxide Emission

توماس براک، مدیرعامل سینتیک بیوتک (Synthetic Biotech) عقیده دارد، برای تولید فیبر کربن به این روش به مزارع جلبکی به وسعت کشور الجزایر نیاز است.

چنین حرفی در ابتدا نامعقول به نظر می‌رسد، اما جلبک‌ها در شرایط وجود آب شور، نور آفتاب و CO2 رشد می‌کنند و صحرای کشور الجزایر به میزان زیادی از دو مورد اول بهره می‌برد. دی‌اکسیدکربن در این مزرعه به وسعت الجزایر، با سختی به دست می‌‌آید؛ زیرا فرایند دانشگاه فنی مونیخ به جریانی غنی و مستقیم از دی‌اکسیدکربن خروجی از کارخانه‌ی تولید فولاد متکی است.

آلودگی هوا

هنوز مشخص نیست که برای این کار چه تعداد نیروگاه تولید فولاد یا انرژی برق باید در صحرای الجزایر احداث شود. محققان دانشگاه فنی مونیخ ادعا می‌کنند که حداقل عملکرد اقتصادی جلبک‌ها ۱۰ برابر بیشتر از گندم یا ذرت است و هدررفت کود نیز ندارد.

بدنه‌ی خودرو تنها مورد استفاده‌ی این ماده‌ی کربنی نیست. محققان دانشگاه فنی مونیخ همچنین پیشنهاد می‌کنند که فولاد و بتن‌های فشرده و تقویت‌شده در تیرهای پل‌های بزرگراه‌ها با فناوری جدید و جسورانه‌ای جایگزین شوند؛ در این فناوری گرانیت یا سایر سنگ‌های گنیس (سنگ‌هایی که تحت دما و فشار زیاد شکل گرفته‌اند) بین دو ورقه‌ی فیبرکربن فشرده خواهند شد. گفته می‌شود که تیرهای آی‌شکل (I-beam) ساخته شده از این ماده‌ی فشرده که سنگ فیبرکربنی (CarbonFiberStone) یا CFS نامیده شده‌اند، دارای استحکام تیر فولادی، وزن تیر آلومینیومی و با میزان تولید دی‌اکسیدکربن کمتری نسبت به تیرهای مشابه آلومینیومی، فولادی یا بتنی هستند.

یکی دیگر از کاربردهای این فناوری، استفاده در چوب اسکی است که از CFS بهره می‌برد. چوب اسکی اسپادا متعلق به شرکت سوئیسی Zai AG با استفاده از گنیس سوئیسی Alpine Calanca و فیبرکربن معمولی ساخته می‌شود. چوب اسکی اسپادا از نمونه‌های آلومینیومی سبک‌تر و بسیار انعطاف‌پذیرتر هستند و خواص ضد لرزش و ارتعاش بهتری نسبت به چوب اسکی‌های سنتی دارند. قیمت آن‌ها از حدود ۶،۸۵۰ دلار شروع می‌شود و در زمره گران‌ترین چوب اسکی‌ها قرار دارند، اما می‌توان تصور کرد که خرید آن‌ها چقدر روی حفظ زمین و محیط زیست تأثیر مثبت خواهد داشت.

CO2-Negative Carbon Fiber / فیبر کربن

صحبت از قیمت شد؛ تیم تحقیقات دانشگاه فنی مونیخ هنوز آماده مقایسه قیمت فیبرکربن ساخته‌شده از جلبک با قیمت محصولات فعلی نیست؛ اگرچه این تیم اطمینان دارد که فرایند جدید می‌تواند قیمت را رقابتی کند.

آزمایش تیم تحقیقات دانشگاه فنی مونیخ نشان می‌دهد، هنگامی که د‌ی‌اکسیدکربن در فیبرکربن محبوس بماند، از جو خارج می‌شود. تیم توماس براک برای اطمینان بیشتر پیشنهاد می‌کند که فیبرکربن مستعمل خرد شده و در سوراخ‌های معدن زغال سنگ دفن شوند. تصور کنید که فرزندان ما وقتی هزاران سال بعد معدن را کشف کنند، از آن چه چیزی خواهند ساخت.

منبع motortrend

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید