据外媒报道,爱尔兰利默里克大学(the University of Limerick)的一支研究团队研发出新型碳纤维生产方法,显著降低了能源消耗。该研究团队领导的CARBOWAVE项目采用了一种创新等离子体和微波加热方法,取代了传统的加热工艺,能源消耗最多可降低 70%,同时保持材料的性能。该种新生产方法减少了能源需求,不仅使制造工艺更加环保,还有效降低了生产成本。碳纤维作为一种高成本的轻质材料,应用于航空航天、风能、建筑及交通等领域。
新型碳纤维生产方法(图片来源:利默里克大学)
由利默里克大学教授Maurice N Collins和Anne Beaucamp McLoughlin博士共同主导的该项新项目,旨在通过采用尖端的替代性加热技术,彻底变革能源密集型的碳纤维行业。该项研究的首批成果发表于《先进复合材料与混合材料》期刊(Advanced Composites and Hybrid Materials Journal),此类成果不仅有助于解决能源消耗和排放等环境挑战,还能够有助于实现工业的可持续性增长。
该研究团队取得的技术进步能够实现更高效的聚丙烯腈(PAN)转化效率。PAN是碳纤维生产中的关键成分,其转化成碳纤维的过程需要消耗大量的能源,而且也是欧洲未来能源安全中一种至关重要的战略材料。
CARBOWAVE团队将采用利默里克大学和瓦伦西亚大学(University of Valencia)首创的自组装纳米结构技术,通过感应器诱导微波加热技术将PAN转化成碳纤维,从而可使加热过程更快,进而提高生产效率。
值得注意的是,在研究过程中,利默里克大学团队发现碳纤维能够在价格低廉的家用微波炉中生产,并且其机械性能与采用传统加热方式制造而成的碳纤维的机械性能相当。
碳纤维增强型聚合物(CFRP)由碳纤维材料制成,在风能、建筑和交通等领域发挥着关键作用。CFRP的轻量化特性可提升风力涡轮机的效率,助力建筑行业的脱碳,并提高交通领域的燃油效率,特别是电动汽车的效率。
然而,现在的碳纤维生产属于高度能源密集型,严重依赖电力和天然气。CARBOWAVE研究团队的解决方案旨在将碳纤维生产的能源消耗降低逾70%,同时保持材料的性能。欧洲的先进碳材料市场占据全球37%的份额,该创新举措可直接令其受益。
Collins教授补充道:“该项目有望通过显著降低碳纤维的生产成本和减少其环境影响,从而推动其在更广泛工业领域的应用。CARBOWAVE 项目是欧洲能源密集型产业实现脱碳目标的重要步骤。通过集成等离子体和微波加热技术,该项目不仅有效解决了能源消耗和排放等紧迫问题,还为可持续的工业增长铺平了道路。”
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