Чи вуглецеве волокно краще для навколишнього середовища, ніж сталь?

 

Чоловіче, я хочу літаючу машину. Як би це було круто, правда? А те, що сьогодні єНазад у майбутнєДень лише підкреслює той факт, що зараз, у 2015 році, миповиненє літаючі машини. Якщо Док може зробити це за допомогою технологій 2015 року, чому ми не зможемо? Почасти це тому, що ми все ще працюємо над технологією висіння, почасти це тому, що ми з’ясовуємо, як скласти колеса під машину найкрутішим способом, а почасти це тому, що автомобілі дуже важкий. Я маю на увазі, коли ви думаєте про це, ви сидите посеред 3000-5000 фунтів сталі та прискорювача. Здійснити це без величезних крил і злітно-посадкової смуги – непростий трюк. DeLoreans важив трохи менше, приблизно 2700 фунтів, але це все одно понад тонна металу, яку потрібно підняти з землі. На щастя, наука. Автовиробники розуміють, що автомобілі важкі, а вага означає більшу витрату палива. З огляду на те, що стандарти паливної ефективності стають суворішими з кожною секундою, у їхніх інтересах скинути частину цієї зайвої ваги. Для цього вони шукають вуглецеве волокно.

Що таке вуглецеве волокно?

Вуглецеве волокно – це… ну… вуглецеві волокна. Спробуйте не відставати тут, підзаголовок. Точніше, це волокна, що складаються з атомів вуглецю, які можна сплести разом у матеріал або поєднати зі смолою, щоб утворити щось трохи більш жорстке. Останній називається полімером, армованим вуглецевим волокном (CFRP), але його також можна назвати вуглецевим волокном, оскільки… неясно. Вуглецеве волокно легке, має високу міцність на розрив, стійкість до високих температур, високу хімічну стійкість, високу жорсткість і низьке теплове розширення. Іншими словами, бути битою для софтболу вашого дядька з повільним кроком – надто добре. Його використовують для виготовлення всього: від салонів автомобілів до вертольотів з дистанційним керуванням і гоночних мотоциклів. І він уже широко використовується як в автомобілебудуванні, так і в аерокосмічній промисловості, тому наступним логічним кроком мають стати літаючі автомобілі, чи не так? Ми багато нарікаємо на вуглець тут, у RecycleNation, але навіть ми розуміємо, що він не без використання (наприклад, основа життя чи щось інше). Одним із них є створення легких, надміцних матеріалів. Крім того, роблю маленькі бульбашки в моїх газованих напоях. Однак, незважаючи на те, що вуглецеве волокно виглядає чудовим, він має негативний вплив на навколишнє середовище, яким не можна нехтувати.

Який вплив вуглецевого волокна на навколишнє середовище?

Ну... важко сказати. Безсумнівно, виробництво вуглецевого волокна коштує тонни енергії. Насправді це приблизно в 14 разів енергоємніше, ніж виробництво сталі, а процес створення викидає значну кількість парникових газів. З іншого боку, вуглецеве волокно не піддається корозії, не розкладається, не іржавіє та не втомлюється. Це означає, що він має набагато довший життєвий цикл, тому потенційно його потрібно виготовити лише один раз, а сталеву деталь доведеться замінювати кілька разів. Це робить його вплив повного життєвого циклу набагато кращим. І, що не менш важливо, зараз вуглецеве волокно використовується переважно в автомобільній та аерокосмічній промисловості, де вага визначає кількість споживаного палива. Менше палива означає менше викидів, а оскільки частина з вуглецевого волокна важить приблизно на 20 відсотків від ваги сталевої, це означає ще кращий результат для вуглецевого волокна. Сталь дійсно має перевагу в тому, що її можна нескінченно переробляти. З тонни сталі можна зробити тисячі миль дроту, шасі автомобіля достатньо роздвоєного, щоб Блакитний Раджа плакав від радості. І коли ви закінчите з цим, ви можете розтопити його назад і зробити ... чаші або що завгодно. Я не знаю, для чого сьогодні використовується сталь. Гітари? З іншого боку, вуглецеве волокно майже ніколи не переробляється, і воно виживає дуже довго на звалищі (див. деградацію вище). І з 50000 метричних тонн вуглецевого волокна, виробленого минулого року, близько 10000 з них пішли у потік відходів, так і не перетворившись на продукт. Він закінчився як брухт виробничого процесу.

Чи можна переробити вуглецеве волокно?

Abso-frickin'-lutely. Зараз. Але це було не завжди так. Регенерація та переробка вуглецевого волокна є досить новим процесом. І хоча це не так дорого, як створення нових CFRP, це недешево. Зазвичай це відбувається в процесі, який називається піролізом, що буквально перекладається як руйнування вогню. Солодкий. Вуглецеве волокно нагрівається до неймовірно високої температури в середовищі без кисню, тому воно фактично не загоряється. Усі зайві речі тануть, і ви залишаєтеся з незайманими вуглецевими волокнами, які можна повторно використовувати для будь-якого іншого, для чого використовували оригінальні волокна. Вуглецеве волокно також можна переробити шляхом подрібнення або подрібнення, що є настільки ж ефективним, але залишає у вас коротше волокно. Коротші волокна слабкіші, ніж довші, тому результат не такий корисний, як волокна, піддані піролізу, але їх все одно можна використовувати для таких речей, як корпуси електроніки, для яких не потрібен рейтинг аварійності. Переробка вуглецевого волокна потребує більше енергії, ніж переробка сталі, але в довгостроковій перспективі виглядає так, ніби це краще для навколишнього середовища. Отже, я хочу сказати, що якщо я збираюся замінити всю сталь у своєму DeLorean на вуглецеве волокно, мені краще переконатися, що вона була перероблена шляхом піролізу. Інакше він не працюватиме так добре після того, як я запусту його в кілька веж із годинником.