Włókna z ligniny w samochodach przyszłości | MOTOFAKTOR

Włókna z ligniny w samochodach przyszłości

person Adrian Januszkiewicz 3/02/2020

Za sprawą projektu GreenLight wspieranego przez Unię Europejską udało się opracować włókna węglowe z ligniny, które znajdą zastosowanie w motoryzacji.

Przedstawiciele branży motoryzacyjnej poczynili dotychczas szereg kroków w kierunku zmniejszenia masy pojazdów, polegających głównie na zastępowaniu ciężkich elementów stalowych lekkimi elementami z tworzyw sztucznych i kompozytów. Powszechnie stosowane tworzywa sztuczne są niemal wszechobecne, natomiast kompozyty wzmacniane włóknami węglowymi, które charakteryzują się wysoką wytrzymałością, pozwalającą na stosowanie ich nawet do produkcji elementów konstrukcyjnych, nadal są zbyt drogie, w związku z czym stosuje się je głównie w wysokiej klasy samochodach sportowych i bolidach wyścigowych.

 

W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu GreenLight powstała metoda przetwarzania pozwalająca na produkcję włókien węglowych z ligniny – taniego produktu ubocznego przemysłu celulozowo-papierniczego, co przyniesie korzyści zarówno obu branżom – celulozowo-papierniczej i motoryzacyjnej, jak i środowisku naturalnemu.

Marginalizacja paliw kopalnych na więcej niż jeden sposób

Według prognoz wartość światowego rynku włókien węglowych ma wzrosnąć z około 5 miliardów dolarów w 2019 roku do przeszło 13 miliardów dolarów w 2029 roku, między innymi za przyczyną sektora motoryzacyjnego, który jest najszybciej rozwijającą się branżą zastosowań końcowych pod względem wartości. Około 90% ogółu wykorzystywanych włókien węglowych jest obecnie wytwarzane z syntetycznego prekursora – poliakrylonitrylu (PAN).

 

PAN jest substancją pozyskiwaną w wyniku przetwarzania paliw kopalnych, natomiast produkcja włókien węglowych z tego materiału jest trudna i kosztowna. Opracowanie ekologicznej alternatywy mogłoby pozwolić na zmniejszenie naszej zależności od paliw kopalnych. Ponadto, jak wyjaśnia koordynatorka projektu Ewellyn Capanema: Tanie włókna węglowe oparte na materiałach biologicznych pozwoliłyby na częstsze zastępowanie stali kompozytami z włókna węglowego w samochodach, co doprowadziłoby do zmniejszenia masy pojazdów oraz ogólnego zużycia paliwa, czego skutkiem byłoby również znaczące zmniejszenie emisji.

 

Lignina kraft to bogaty w węgiel biopolimer wytwarzany w ramach tak zwanego procesu Krafta, podczas którego drewno jest przetwarzane w masę celulozową. Mówiąc dokładniej, lignina może zostać wyizolowana w postaci stałej z tak zwanego czarnego ługu – produktu ubocznego, na który składają się pozostałości po odzyskaniu włókien celulozowych.

 

W przeciwieństwie do PAN, przetwarzanie ligniny jest możliwe przy użyciu procesów formowania rotacyjnego z fazy stopionej lub wytłaczania na gorąco, które są dużo prostsze i tańsze niż przetwarzanie PAN przy pomocy procesu przędzenia z roztworu, który wymaga użycia, usuwania oraz odzyskiwania rozpuszczalników organicznych. Dotychczas nie istniały jednak metody pozwalające na przekształcanie ligniny we włókna węglowe na szeroką skalę w procesie formowania rotacyjnego z fazy stopionej.

 

Zespół złożył wniosek patentowy na opracowany przez siebie nowatorski proces przetwarzania ligniny, który umożliwia ciągłe przędzenie oraz nawijanie materiału, a także automatyczną zmianę szpuli.

W ramach projektu GreenLight udało nam się zademonstrować proces ciągłego przędzenia wielu włókien ligniny (nawet do około 1 000) pozyskanej z drewna miękkiego w ramach procesu Krafta. Otrzymane w ten sposób włókna charakteryzują się najlepszymi dotychczas parametrami uzyskanymi w przypadku włókien węglowych z ligniny przetworzonej w procesie formowania rotacyjnego, natomiast sam proces przetwarzania jest szybszy, niż wynikałoby to z udostępnianych wcześniej informacji. Ze względu na swoje właściwości mechaniczne i powierzchniowe włókna węglowe na bazie ligniny mogą być stosowane do produkcji kompozytów wykorzystujących krótkie włókna, które charakteryzują się niższymi kosztami produkcji oraz szerokim zakresem zastosowań. Ewellyn Capanema

Części samochodowe wytwarzane z roślin są tuż-tuż

Lignina kraft stanowi około 85% ogółu ligniny wytwarzanej na świecie, natomiast technologia opracowana w ramach projektu GreenLight pozwala na szybkie i tanie przetwarzanie tego materiału na włókna węglowe na bazie ligniny. Biorąc pod uwagę fakt, że wartość rynku włókien węglowych ma ulec potrojeniu w ciągu najbliższego dziesięciolecia, zarówno przemysł leśny, jak i branża celulozowo-papiernicza mogą odnieść znaczące korzyści ze względu na wykorzystanie ligniny.

 

Korzystne wyniki oceny techniczno-ekonomicznej oraz oceny cyklu życia rozwiązania GreenLight stawiają w jasnym świetle korzyści gospodarcze i środowiskowe wynikające z zastosowania włókien węglowych na bazie ligniny. W miarę prac nad komercjalizacją rozwiązania konsorcjum projektu GreenLight zbliża się wielkimi krokami do produkcji kompozytów zawierających włókna węglowe pochodzenia roślinnego, które już niedługo mogą trafić do lekkich samochodów jutra, charakteryzujących się minimalnymi śladami węglowymi.

 

Źródło: Komisja Europejska

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).