סיבי פחמן מבוססי ביו לעומת סיבי פחמן מבוססי נפט

חומרי סיבי פחמן צוברים פופולריות בגלל מגוון היישומים הרחב שלהם בחלל, רכב, הובלת רכבות, מכשירים רפואיים מתקדמים וציוד ספורט. מאפייני החוזק הגבוה שלו הביאו תקווה חדשה לפיתוח בענפים רבים. ניתן לסווג סיבי פחמן לסוגים מבוססי נפט וביו ביו. נכון לעכשיו, לסיבי פחמן מבוססי נפט יש ביצועים מעולים ונפח ייצור גבוה יותר מאשר סיבי פחמן מבוססי ביו, אך האחרון עדיין בעל פוטנציאל משמעותי.

סיבי פחמן מבוססי נפט שולטים בשוק

מוצרי סיבי פחמן מבוססי נפט הם כיום מנהיגי השוק. אלה כוללים Polyacrylonitrile (PAN) מבוסס, מבוסס גובה וסיבי פחמן מבוססי ויסקוזה. סיבי פחמן מבוססי PAN מהווים למעלה מ- 90%מכלל ייצור סיבי הפחמן, סיבים מבוססי המגרש מהווים כ 7%וסיבים מבוססי ויסקוזה מהווים כ -1%. הבדל זה נובע בעיקר מהבדלים בביצועים ובקושי בעיבוד. סיבי פחמן מבוססי פאן הם המוצר הדומיננטי בשוק ואבן הפינה של עמדת השוק של סיבי פחמן מבוססי נפט.

סיבי פחמן הם נימה דקה מדהימה העשויה גבישי פחמן כמעט טהורים בקוטר 5 - 10 מיקרומטר. יש לו פי חמישה את החוזק המכני ופעמיים את קשיות הפלדה. סיבי פחמן היו עשויים במקור מחומרים מבוססי צמחים כמו תאית ורייון, אך לאחר מכן הוחלף על ידי מוצרים מבוססי נפט בגלל העלות הנמוכה שלהם וביצועים טובים יותר.

לייצור סיבי פחמן, נפט מעובד תחילה למחבת רעילה ביותר. הוא נמשך לחוטים עדינים ואז מחומם בתנורים נטולי חמצן. עם זאת, תהליך ייצור זה צורך אנרגיה ניכרת ומייצר פליטות ורעלים רבים. שלא כמו בעבר כאשר העלות הייתה הדאגה העיקרית, הקיימות כעת קריטית יותר והנפט כבר לא זול.

מדוע לפתח סיבי פחמן מבוססי ביו?

בהשוואה לסיבים מבוססי PAN, סיבי פחמן מבוססי ביו הם בעלי ביצועים בינוניים עד נמוכים. אז למה לפתח את זה? זה דורש הבנת החסרונות של סיבי פחמן מבוססי נפט.

ייצור סיבי פחמן מבוסס נפט הוא אינטנסיבי באנרגיה, מייצר חומרים מזיקים ופוגע בסביבה. בנוסף, מוצרי סיבי פחמן קשים למחזור, וכתוצאה מכך עלויות ייצור גבוהות וקשיים לאחר עיבוד. כדי להפחית את עלויות הייצור והתלות בחומרי גלם מאובנים, המחקר על מבשרי סיבי פחמן מבוססי ביו זוכה לתשומת לב. לדוגמה, סוכרים ליגנין, גליצרין וסוכרים lignocellulosic נבדקים כחומרי גלם אלטרנטיביים.

הגנת הסביבה היא סוגיה גלובלית דוחקת וקונצנזוס בקרב כל המדינות. למרות שלחומרי סיבי פחמן יש יתרונות ברורים, הם אינם ידידותיים לסביבה. לפיכך, מדענים מחפשים פתרונות, ו"ניטרליות פחמן "הפכה לכוח מניע לפיתוח סיבי פחמן מבוססי ביו. סיבי פחמן מבוססי נפט אינם יכולים להחליף סיבי פחמן מבוססי ביו, ובעתיד, שני הסוגים יתפתחו במקביל. המפתח הוא איזה כיוון יראה פריצות דרך והישגים גדולים יותר.