碳中和碳達峰:復合材料如何幫助實現脫碳

在范圍內,科學家和環保主義者正在開發各種有效脫碳的方法,其中一種措施就是采用復合材料。
  “脫碳”(decarbonization)一詞是指通過降低工業產生的溫室氣體排放或減少化石燃料的燃燒來降低碳排放水平的過程。簡單地說,脫碳與二氧化碳(二氧化碳)產量的減少有關,特別是來自運輸和發電??諝庵卸趸紳舛鹊脑黾邮菍е職夂蜃兓闹匾蛩刂?。
技
  為什么CO2的含量會增加?
  CO2是一種溫室氣體,它可以吸收太陽的熱量,與氮氣和氧等其他氣體不同,它會隨著時間的推移逐漸釋放熱量。由于CO2大量存在于空氣中,它會導致總能量的不平衡和地球溫度的升高。
  CO2也很容易溶解在海洋中,在那里它與水分子發生反應,產生碳酸,降低海洋的pH值。pH值的降低干擾了海洋生物從水中提取鈣的能力,而這對貝殼和骨骼的發育至關重要。
  許多行業嚴重依賴化石燃料,如煤炭、石油和天然氣作為能源?;剂系娜紵龝е铝薈O2的排放,從而導致變暖。研究人員認為,如果工業改變其能源,即從不可再生能源轉向可再生能源(如太陽能、風能等),氣候變化的影響可以減少。
  復合材料和脫碳
  復合材料是由兩種或兩種以上具有不同化學和物理性質的天然或合成材料組合而成的一種材料。新開發的復合材料不會失去單個組分的性能,但具有多種有價值的性能組合。
  在航空航天工業中,復合材料的發展和應用時間很長。這些復合材料有助于開發更輕、更耐用的飛機結構,這有助于脫碳。上大多數都致力于實現凈零碳排放,研究人員和制造商認為,使用復合材料是有效脫碳的有效方法。
  為了呼應他們的觀點,復合材料領導論壇(CLF)近強調了復合材料在實現未來CO2凈零方面的作用。復合材料被認為是具戰略性的資產,必須探索開發能夠加強綠色工業革命的產品。2016年,CLF成立,為該行業提供獨立的領導能力。近,CLF關注開發新的復合材料,這將有助于應對氣候變化問題。
  復合材料脫碳工藝的研制
  Composite Braiding公司是一家由史蒂夫·巴伯(Steve Barbour) 于2017年創立的公司。巴伯在汽車行業工作后獲得了豐富的經驗,并與一家復合材料制造公司的聯系,意識到對一種更輕的復合材料的重要性和需求可以幫助脫碳。
  Composite Braiding的重點是開發具有低碳足跡的產品。該公司已經建立了一個高度自動化的生產設施,將玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和玄武巖纖維等材料與熱塑性材料結合在一起。新開發的先進熱塑性塑料比鋼更硬更強,重量減輕高達60%。
  此外,在制造過程中使用的熱塑性基體本身是可回收的。新開發的熱塑性復合材料可以很容易地重復使用熱和壓力,不需要任何有害的化學物質。因此,這種復合材料可以很容易地重新利用和回收。
  與傳統復合材料相比,新開發的熱塑性復合材料的另一個優點是其機械優越、經濟和更可持續性。該公司一份有趣的統計數據顯示,他們每年生產多達10萬件零部件的成本與傳統制造相近。另一個重要的特點是,與傳統的復合材料制造工藝相比,該公司的制造工藝可減少高達95%的廢物。低浪費的原因是由于剩余材料的重復使用。
  重要的是,當這種復合材料應用于車輛時,即用于開發輕型和耐用的框架、座椅框架等,它們可以顯著減少碳排放并使用更少的能源。此外,當它用于基礎設施(如照明和通信桅桿、橋梁等)時,安裝過程需要較少的能量,而且可提供長期的服務。
  未來發展規劃
  目前,Composite Braiding正在與英國政府建立的高價值制造彈射器項目合作,并專注于創造可持續的復合材料。作為Rediscover復合材料項目的一部分,Composite Braiding旨在跟蹤復合材料制造中的回收、分解、循環材料和再利用。