Onko hiilikuitu parempi ympäristölle kuin teräs?

 

Mies, haluan lentävän auton. Kuinka siistiä se olisi, eikö? Ja tosiasia, että tänään onTakaisin tulevaisuuteenPäivä korostaa vain sitä tosiasiaa, että nyt, vuonna 2015, mepitäision lentäviä autoja. Jos Doc voi tehdä sen 2015-tekniikalla, miksi emme me? Osa syynä on se, että työskentelemme edelleen leijumistekniikan parissa, osa siitä, että mietimme, miten pyörät saadaan taitettua auton alle mahdollisimman siisteimmällä tavalla, ja osittain se johtuu siitä, että autot ovat erittäin raskas. Tarkoitan, kun ajattelet sitä, istut keskellä 3000-5000 puntaa terästä ja kiihdytintä. Sen saaminen ylös ilman valtavia siipiä ja kiitorataa ei ole mikään pieni temppu. DeLoreans painoi hieman vähemmän, noin 2700 puntaa, mutta se on silti yli tonni metallia nostettavaksi maasta. Onneksi tiede. Autonvalmistajat ymmärtävät, että autot ovat raskaita ja raskaus lisää polttoaineenkulutusta. Polttoainetehokkuuden standardit tiukentuvat sekunnilla, joten heidän etunsa mukaista on pudottaa osa tästä ylimääräisestä painosta. Sitä varten he etsivät hiilikuitua.

Mikä on hiilikuitu?

Hiilikuitu on… no… hiilen kuituja. Yritä pysyä tässä, alapää. Tarkemmin sanottuna se on hiiliatomeista koostuvia kuituja, jotka voidaan kutoa yhteen materiaaliksi tai yhdistää hartsiin, jolloin muodostuu jotain hieman jäykempää. Jälkimmäistä kutsutaan hiilikuituvahvisteiseksi polymeeriksi (CFRP), mutta sitä voidaan kutsua myös hiilikuiduksi, koska… epämääräinen. Hiilikuitu on kevyttä, sillä on korkea vetolujuus, korkea lämpötilansieto, korkea kemiallinen kestävyys, korkea jäykkyys ja alhainen lämpölaajeneminen. Toisin sanoen, se on aivan ylipätevää olla setäsi hidaspitkä softballmaila. Siitä valmistetaan kaikkea autojen sisätiloista kauko-ohjattaviin helikoptereihin ja kilpapyöriin. Ja sitä käytetään jo laajalti sekä autoteollisuudessa että ilmailuteollisuudessa, joten lentävien autojen pitäisi olla seuraava looginen askel, eikö? Valitamme paljon hiilestä täällä RecycleNationissa, mutta jopa ymmärrämme, että se ei ole vailla sen käyttöä (kuten elämän perustana tai mitä tahansa). Ja kevyiden, erittäin vahvojen materiaalien luominen on yksi niistä. Lisäksi teen pieniä kuplia poreileviin juomiini. Huolimatta taipumuksestaan ​​olla mahtava, hiilikuidulla on kuitenkin ympäristövaikutuksia, joita ei voi vain sivuuttaa.

Mitkä ovat hiilikuidun ympäristövaikutukset?

No… vaikea sanoa. Ei ole epäilystäkään siitä, että hiilikuidun tuottaminen maksaa tonnin energiaa. Itse asiassa se kuluttaa noin 14 kertaa niin paljon energiaa kuin teräksen tuotanto, ja luomisprosessissa syntyy huomattava määrä kasvihuonekaasuja. Toisaalta hiilikuitu ei syöpy, hajoa, ruostu tai väsy. Tämä tarkoittaa, että sillä on paljon pidempi elinkaari, joten se joudutaan mahdollisesti valmistamaan vain kerran, jolloin teräsosa olisi vaihdettava useita kertoja. Tämä saa sen koko elinkaarivaikutuksen näyttämään paljon paremmalta. Ja aivan yhtä tärkeää, hiilikuidun ensisijainen käyttökohde tällä hetkellä on auto- ja ilmailuteollisuudessa, jossa paino määrää käytetyn polttoaineen määrän. Vähemmän polttoainetta tarkoittaa vähemmän päästöjä, ja koska hiilikuituosa painaa noin 20 prosenttia teräksen painosta, se tarkoittaa vielä parempaa pistemäärää hiilikuidulle. Teräksellä on se etu, että se on loputtomasti kierrätettävää. Tonnista terästä voidaan tehdä tuhansia kilometrejä lankaa, auton rungosta riittää haarukoita saamaan Blue Rajan itkemään ilosta. Ja kun olet valmis, voit sulattaa sen takaisin ja tehdä… kulhoja tai mitä tahansa. En tiedä mihin terästä nykyään käytetään. Kitarat? Hiilikuitua sitä vastoin ei juuri koskaan kierrätetä, ja se säilyy kaatopaikalla pitkään (katso hajoaminen yllä). Ja viime vuonna tuotetusta 50,000 tonnista hiilikuitua noin 10,000 niistä päätyi jätevirtaan ilman, että siitä koskaan muodostui tuotetta. Se päätyi valmistusprosessin romuksi.

Voiko hiilikuitua kierrättää?

Absoluuttinen luteus. Nyt. Mutta niin ei aina ollut. Hiilikuitujen talteenotto ja kierrätys on melko uusi prosessi. Ja vaikka se ei ole aivan yhtä kallista kuin uusien CFRP:iden luominen, se ei ole halpaa. Se tapahtuu tyypillisesti prosessissa, jota kutsutaan pyrolyysiksi, joka tarkoittaa kirjaimellisesti paloa. Makea. Hiilikuitu kuumennetaan naurettavan kuumiin lämpötiloihin hapettomassa ympäristössä, joten se ei itse asiassa syty tuleen. Kaikki ylimääräinen tavara sulaa pois, ja jäljelle jää koskemattomia hiilikuituja, joita voidaan käyttää uudelleen kaikkeen, mihin alkuperäisiä kuituja käytettiin. Hiilikuitua voidaan kierrättää myös jauhamalla tai murskaamalla, mikä on yhtä tehokasta, mutta jättää sinulle lyhyemmän kuidun. Lyhyemmät kuidut ovat heikompia kuin pidemmät, joten lopputulos ei ole yhtä hyödyllinen kuin pyrolyysisoidut kuidut, mutta niitä voidaan silti käyttää esimerkiksi elektroniikkakoteloihin, jotka eivät vaadi törmäysluokitusta. Hiilikuidun kierrättäminen vie enemmän energiaa kuin teräs, mutta pitkällä aikavälillä se näyttää olevan ympäristön kannalta parempi. Joten sanon, että jos aion korvata kaiken DeLoreanissa olevan teräksen hiilikuidulla, minun on parempi varmistaa, että se on kierrätetty pyrolyysillä. Muuten se ei toimi yhtä hyvin, kun olen ajanut sen muutamaan kellotorniin.