3月5日，愛爾蘭利莫瑞克大學(xué)官網(wǎng)宣布，該校研究團(tuán)隊正在主導(dǎo)的CARBOWAVE項目，通過采用創(chuàng)新的等離子體和微波加熱技術(shù)制造碳纖維，來取代傳統(tǒng)加熱工藝，在保持材料性能的同時能耗降低高達(dá)70%。
據(jù)悉，生產(chǎn)這種材料所需能源的減少將使生產(chǎn)過程更加環(huán)保且成本更低。這項突破性進(jìn)展的相關(guān)成果已發(fā)表于知名期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials Journal/先進(jìn)復(fù)合材料與雜化材料》。
據(jù)了解，該校研究團(tuán)隊開發(fā)的工藝能使聚丙烯腈（PAN）的轉(zhuǎn)變更加高效，而PAN是碳纖維生產(chǎn)的關(guān)鍵原料。傳統(tǒng)上，PAN轉(zhuǎn)化為碳纖維需要消耗大量能源。CARBOWAVE項目將使用由UL和西班牙瓦倫西亞大學(xué)共同開發(fā)的納米結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)微波加熱技術(shù)，加速PAN向碳纖維的轉(zhuǎn)化，從而提升生產(chǎn)效率。
值得注意的是，在研究過程中，該校研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，可以用平價的家用微波爐生產(chǎn)碳纖維，并且其力學(xué)性能與傳統(tǒng)加熱方法生產(chǎn)的碳纖維相當(dāng)。
該項目首席研究員、UL工程學(xué)院材料科學(xué)教授莫里斯·柯林斯解釋道：“歐洲長期依賴高能耗工藝，這對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是個極大的障礙。CARBOWAVE項目不僅解決了這一挑戰(zhàn)，而且有可能生產(chǎn)出更可持續(xù)且更便宜的碳纖維。”
該項目聯(lián)合研究首席研究員、UL土木工程助理教授安妮·博坎·麥克洛克林博士表示，該項目旨在通過大幅降低碳纖維生產(chǎn)過程的能耗和成本，同時不損失其力學(xué)性能，來徹底改變碳纖維產(chǎn)業(yè)。該技術(shù)將使碳纖維生產(chǎn)更節(jié)能、更快速、更廉價，并顯著減少環(huán)境足跡。
據(jù)介紹，碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）在風(fēng)能、建筑和交通領(lǐng)域至關(guān)重要，其輕量化特性可提升風(fēng)力渦輪機(jī)效率、支持建筑脫碳，并提高交通工具（尤其是電動車）的能效。然而，當(dāng)前碳纖維生產(chǎn)高度依賴電力和天然氣，能源消耗巨大。
CARBOWAVE項目的解決方案可在保持材料性能的同時，減少70%以上的能耗。歐洲先進(jìn)碳材料市場占據(jù)全球37%份額，將直接受益于這一突破性創(chuàng)新。
柯林斯教授補(bǔ)充道：“該項目通過大幅降低生產(chǎn)成本和環(huán)境足跡，有望解鎖碳纖維更廣泛的工業(yè)應(yīng)用。CARBOWAVE項目代表了歐洲高耗能產(chǎn)業(yè)脫碳的重要一步。通過整合等離子和微波加熱技術(shù)，它不僅解決能源消耗和排放等緊迫挑戰(zhàn)，更為可持續(xù)工業(yè)發(fā)展鋪平道路。”
據(jù)了解，CARBOWAVE項目由歐盟委員會資助，旨在通過先進(jìn)等離子和微波技術(shù)為高耗能產(chǎn)業(yè)開發(fā)替代熱源。
