Je uhlíkové vlákno pro životní prostředí lepší než ocel?

 

Člověče, chci létající auto. Jak skvělé by to bylo, že? A skutečnost, že dnes jeNávrat do budoucnostiDay jen zdůrazňuje skutečnost, že nyní, v roce 2015, jsmeby mělmají létající auta. Když to Doc dokáže s technologií 2015, proč ne my? Částečně proto, že stále pracujeme na technologii vznášení, částečně proto, že zjišťujeme, jak co nejchladněji složit kola pod auto, a částečně proto, že auta jsou velmi těžký. Chci říct, když se nad tím zamyslíte, sedíte uprostřed 3000 až 5000 liber oceli a akcelerátoru. Dostat to ze země bez obrovských křídel a přistávací dráhy není malý trik. DeLoreans vážil o něco méně, asi 2700 liber, ale to je stále více než tuna kovu, který se dá zvednout ze země. Naštěstí věda. Výrobci automobilů si uvědomují, že auta jsou těžká a jejich váha znamená vyšší spotřebu paliva. Vzhledem k tomu, že normy pro úsporu paliva se každou vteřinou zpřísňují, je v jejich nejlepším zájmu srazit nějakou tu váhu navíc. Za tímto účelem hledají uhlíková vlákna.

Co je uhlíkové vlákno?

Uhlíkové vlákno je… no… vlákna uhlíku. Snažte se tady držet krok, podhlavo. Přesněji řečeno, jde o vlákna složená z uhlíkových atomů, která mohou být spletena dohromady do materiálu nebo zkombinována s pryskyřicí a vytvořit něco trochu tužšího. Posledně jmenovaný se nazývá polymer vyztužený uhlíkovými vlákny (CFRP), ale může být také označován jako uhlíková vlákna, protože… je nejasný. Uhlíkové vlákno je lehké, má vysokou pevnost v tahu, vysokou teplotní toleranci, vysokou chemickou odolnost, vysokou tuhost a nízkou tepelnou roztažnost. Jinými slovy, je příliš kvalifikované být softballovou pálkou vašeho strýce. Vyrábí se z něj vše od interiérů aut přes dálkově ovládané vrtulníky až po závodní motorky. A už se široce používá v automobilovém i leteckém průmyslu, takže létající auta by měla být dalším logickým krokem, ne? Tady v RecycleNation si na uhlík hodně stěžujeme, ale i když si uvědomujeme, že to není bez využití (jako je základ života nebo co). A vytváření lehkých, superpevných materiálů je jedním z nich. Také, dělat malé bublinky v mých šumivých nápojích. Navzdory svému sklonu být úžasný, má však uhlíková vlákna dopad na životní prostředí, který nelze jen tak přehlížet.

Jaký je dopad uhlíkových vláken na životní prostředí?

No... těžko říct. Není pochyb o tom, že výroba uhlíkových vláken stojí tunu energie. Ve skutečnosti je to asi 14krát energeticky náročnější než výroba oceli a proces tvorby chrlí značné množství skleníkových plynů. Na druhou stranu uhlíkové vlákno nekoroduje, nedegraduje, nerezaví a neunavuje. To znamená, že má mnohem delší životní cyklus, takže se potenciálně musí vyrobit pouze jednou, kde by se ocelový díl musel vyměnit vícekrát. Díky tomu vypadá jeho dopad na celý životní cyklus mnohem lépe. A stejně důležité je, že primární využití uhlíkových vláken je v současnosti v automobilovém a leteckém průmyslu, kde hmotnost určuje množství použitého paliva. Méně paliva znamená méně emisí, a protože část z uhlíkových vláken váží asi 20 procent toho, co váží ocelová, znamená to ještě lepší skóre pro uhlíková vlákna. Ocel má tu výhodu, že je nekonečně recyklovatelná. Z tuny oceli lze vyrobit tisíce mil drátu, podvozek auta dost vidlic, aby Blue Raja plakala radostí. A až s ním budete hotovi, můžete ho roztavit a vyrobit z něj … misky nebo cokoliv jiného. Nevím, na co se dnes ocel používá. kytary? Uhlíkové vlákno se na druhé straně téměř nikdy nerecykluje a na skládce přežije dlouhou dobu (viz degradace výše). A z 50000 metrických tun uhlíkových vláken, které byly vyrobeny v loňském roce, asi 10000 z nich šlo do odpadu, aniž by z nich byl vyroben produkt. Skončil jako šrot z výrobního procesu.

Lze uhlíková vlákna recyklovat?

Abso-frickin'-lutely. Teď. Ale nebylo tomu tak vždy. Rekultivace a recyklace uhlíkových vláken je poměrně nový proces. A i když to není tak drahé jako vytváření nových CFRP, není to levné. Obvykle se to děje v procesu zvaném pyrolýza, což doslova znamená rozklad ohněm. Sladký. Karbonové vlákno se zahřívá na směšně vysoké teploty v prostředí bez kyslíku, takže ve skutečnosti nevzplane. Všechny přebytečné věci se rozplynou a vám zůstanou nedotčená uhlíková vlákna, která lze znovu použít na cokoliv, na co byla použita původní vlákna. Uhlíkové vlákno lze také recyklovat mletím nebo drcením, což je stejně účinné, ale zůstane vám kratší vlákno. Kratší vlákna jsou slabší než delší, takže výsledek není tak užitečný jako vlákna pyrolýzovaná, ale stále je lze použít pro věci, jako jsou pouzdra na elektroniku, která nepotřebují hodnocení nárazu. Recyklace uhlíkových vláken vyžaduje více energie než ocel, ale z dlouhodobého hlediska to vypadá, že je to lepší pro životní prostředí. Takže, co říkám, je, že pokud chci nahradit veškerou ocel v mém DeLoreanu uhlíkovými vlákny, měl bych se ujistit, že byla recyklována pyrolýzou. Jinak to nebude fungovat tak dobře, až to naběhnu do několika věží s hodinami.