Sợi carbon có tốt hơn cho môi trường hơn thép không?

 

Anh bạn ơi, tôi muốn có một chiếc ô tô bay. Điều đó sẽ tuyệt vời biết bao, phải không? Và sự thật là hôm nayTrở lại tương laiNgày chỉ nhấn mạnh một thực tế là bây giờ, vào năm 2015, chúng tanêncó ô tô bay. Nếu Doc làm được với công nghệ 2015 thì tại sao chúng ta lại không? Một phần lý do là vì chúng tôi vẫn đang nghiên cứu công nghệ bay lơ lửng, một phần là vì chúng tôi đang tìm cách gập bánh xe vào gầm ô tô theo cách tuyệt vời nhất có thể, và một phần là do ô tô rất nặng. Ý tôi là, khi bạn nghĩ về điều đó, bạn đang ngồi giữa 3000 đến 5000 pound thép và máy gia tốc. Để cất cánh được mà không cần đôi cánh khổng lồ và đường băng không phải là một thủ thuật nhỏ. DeLoreans nặng hơn một chút, khoảng 2700 pound, nhưng đó vẫn là hơn một tấn kim loại để nâng lên khỏi mặt đất. May mắn thay, khoa học. Các nhà sản xuất ô tô nhận ra rằng ô tô nặng và nặng đồng nghĩa với việc tiêu thụ nhiên liệu cao hơn. Với các tiêu chuẩn về hiệu quả sử dụng nhiên liệu ngày càng khắt khe hơn, lợi ích tốt nhất của họ là giảm bớt một phần trọng lượng tăng thêm đó. Để làm được điều đó, họ tìm đến sợi carbon.

Sợi carbon là gì?

Sợi carbon là… à… sợi carbon. Hãy cố gắng theo kịp ở đây, phụ tá. Cụ thể hơn, đó là những sợi được tạo thành từ các nguyên tử carbon có thể được dệt lại với nhau thành vật liệu hoặc kết hợp với nhựa để tạo thành thứ gì đó cứng hơn một chút. Loại thứ hai được gọi là polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP) nhưng cũng có thể được gọi là sợi carbon vì… mơ hồ. Sợi carbon nhẹ, có độ bền kéo cao, chịu được nhiệt độ cao, kháng hóa chất cao, độ cứng cao và độ giãn nở nhiệt thấp. Nói cách khác, nó quá đủ tiêu chuẩn để trở thành cây gậy bóng mềm tốc độ chậm của chú bạn. Nó được sử dụng để chế tạo mọi thứ, từ nội thất ô tô, máy bay trực thăng điều khiển từ xa cho đến xe đạp đua. Và nó đã được sử dụng rộng rãi trong cả ngành công nghiệp sản xuất ô tô và hàng không vũ trụ, vì vậy ô tô bay sẽ là bước đi hợp lý tiếp theo, phải không? Chúng tôi phàn nàn rất nhiều về carbon tại RecycleNation, nhưng ngay cả chúng tôi cũng nhận ra rằng nó không phải không có công dụng (chẳng hạn như là nền tảng của sự sống hoặc bất cứ điều gì). Và việc tạo ra những vật liệu nhẹ, siêu bền là một trong số đó. Ngoài ra, tôi còn tạo ra những bong bóng nhỏ trong đồ uống có ga của mình. Tuy nhiên, mặc dù được cho là tuyệt vời nhưng sợi carbon có tác động đến môi trường mà không thể bỏ qua.

Tác động môi trường của sợi carbon là gì?

Chà… thật khó để nói. Không còn nghi ngờ gì nữa, việc sản xuất sợi carbon tốn rất nhiều năng lượng. Trên thực tế, nó tiêu tốn năng lượng gấp 14 lần so với sản xuất thép và quá trình sản xuất thải ra một lượng khí nhà kính đáng kể. Mặt khác, sợi carbon không bị ăn mòn, xuống cấp, rỉ sét hay mỏi. Điều đó có nghĩa là nó có vòng đời dài hơn nhiều, vì vậy nó có thể chỉ được sản xuất một lần trong khi một bộ phận thép sẽ phải được thay thế nhiều lần. Điều đó làm cho tác động toàn bộ vòng đời của nó trông tốt hơn rất nhiều. Và điều quan trọng không kém là ứng dụng chính của sợi carbon hiện nay là trong ô tô và hàng không vũ trụ, nơi trọng lượng quyết định lượng nhiên liệu được sử dụng. Ít nhiên liệu hơn có nghĩa là lượng khí thải ít hơn và vì một bộ phận bằng sợi carbon nặng khoảng 20% ​​so với trọng lượng của thép, điều đó có nghĩa là điểm thậm chí còn cao hơn đối với sợi carbon. Thép có ưu điểm là có thể tái chế vô hạn. Một tấn thép có thể tạo thành những sợi dây dài hàng nghìn dặm, một khung gầm ô tô đủ phuộc khiến Blue Raja phải khóc vì sung sướng. Và khi làm xong, bạn có thể đun chảy nó lại và làm… bát hoặc bất cứ thứ gì. Tôi không biết thép gì được sử dụng cho những ngày này. Guitar? Mặt khác, sợi carbon hầu như không bao giờ được tái chế và nó tồn tại rất lâu trong bãi rác (xem sự phân hủy ở trên). Và trong số 50,000 tấn sợi carbon được sản xuất năm ngoái, khoảng 10,000 trong số đó đã đi vào dòng chất thải mà không bao giờ biến nó thành sản phẩm. Nó cuối cùng trở thành phế liệu từ quá trình sản xuất.

Sợi carbon có thể được tái chế?

Tuyệt đối. Hiện nay. Nhưng điều đó không phải luôn luôn như vậy. Thu hồi và tái chế sợi carbon là một quá trình khá mới. Và mặc dù nó không đắt bằng việc tạo CFRP mới nhưng nó cũng không hề rẻ. Nó thường xảy ra trong một quá trình gọi là nhiệt phân, nghĩa đen là sự cố do cháy. Ngọt. Sợi carbon được nung nóng đến nhiệt độ cực cao trong môi trường ít oxy nên nó không thực sự bắt lửa. Tất cả những thứ bổ sung sẽ tan chảy và bạn còn lại những sợi carbon nguyên sơ có thể được tái sử dụng cho bất kỳ mục đích nào mà sợi ban đầu được sử dụng. Sợi carbon cũng có thể được tái chế bằng cách nghiền hoặc cắt nhỏ, cách này cũng hiệu quả tương tự nhưng khiến bạn có sợi ngắn hơn. Sợi ngắn hơn yếu hơn sợi dài hơn, do đó kết quả không hữu ích bằng sợi nhiệt phân, nhưng chúng vẫn có thể được sử dụng cho những thứ như vỏ điện tử không cần xếp hạng va chạm. Tái chế sợi carbon tốn nhiều năng lượng hơn thép, nhưng về lâu dài, có vẻ như nó tốt hơn cho môi trường. Vì vậy, điều tôi đang nói là, nếu tôi định thay thế toàn bộ thép trong chiếc DeLorean của mình bằng sợi carbon, tốt hơn hết tôi nên đảm bảo rằng nó được tái chế bằng phương pháp nhiệt phân. Nếu không, nó sẽ không hoạt động tốt sau khi tôi đâm vào một vài tháp đồng hồ.