Jeftinije i laganije automobile na MIT-u bi radili od ostataka nafte i ugljena
Novi način proizvodnje ugljičnih vlakana mogao bi nusproizvode rafinerija pretvoriti u visokovrijedne, ultralake strukturne materijale za automobile, zrakoplove i svemirske letjelice
Lagani materijali izrađeni od ugljičnih vlakana, slični materijalu koji se koristi za neke teniske rekete i bicikle, kombiniraju iznimnu čvrstoću s malom težinom, ali su nažalost skuplji za proizvodnju od usporedivih strukturnih elemenata izrađenih od čelika ili aluminija.
Ultrajeftina sirovina
No, sada su istraživači MIT-a smislili način izrade ovih laganih vlakana od ultrajeftine sirovine: teškog, sjajnog otpadnog materijala preostalog od rafiniranja nafte, materijala koji se danas koristi za izradu asfalta ili tretira kao otpad.
Ova nova karbonska vlakna jeftina su za izradu i nude niz prednosti u odnosu na tradicionalne materijale jer imaju tlačnu čvrstoću pa se mogu koristiti pod opterećenjem, a proces je opisan u časopisu Science Advances.
Istraživanje je rezultat potrage za učinkovitijim automobilima kojima bi se smanjivanjem težine smanjila i potrošnja goriva. Kompoziti izrađeni od karbonskih vlakana nisu nova ideja, ali su se dosad koristili samo u vrlo skupim modelima, poput McLarenovog Speedtaila na uvodnoj fotografiji. Novo istraživanje ima za cilj to preokrenuti pružanjem jeftinog početnog materijala i relativno jednostavnih metoda obrade.
Skupa ugljična vlakna
Ugljična vlakna kvalitete potrebne za automobilsku upotrebu trenutno koštaju najmanje 20 do 24 dolara po kilogramu, a ona za izradu svemirskih letjelica stoje i stotine dolara po kilogramu. Za usporedbu, kilogram čelika može se nabaviti za 1,5 dolar, aluminij za četiri dolara. Po takvim cijenama, ističu autori, izrada kamioneta od ugljičnih vlakana umjesto čelika udvostručila bi njegovu cijenu.
Ova vlakna obično se rade od polimera dobivenih iz nafte, ali koriste skupi međukorak polimerizacije ugljikovih spojeva. Cijena polimera može iznositi više od 60 posto ukupne cijene konačnog vlakna.
Nova korist nusproizvoda
Umjesto rafiniranog i prerađenog naftnog proizvoda, istraživači su koristili naftnu smolu, talog zaostao na dnu bačve nakon procesa rafiniranja. Kao alternativni izvor smole testirali su i nusproizvod koksnog ugljena koji se koristi za proizvodnju čelika. Taj proces daje oko 80 posto koksa i 20 posto smole ugljena.
Nakon niza eksperimenata uspjeli su napraviti karbonska vlakna otporna na rastezanje i kompresiju. Uz to, cijena izrade ovog materijala daleko je ispod poželjnih deset dolara po kilogramu; istraživači vjeruju da bi mu cijena mogla pasti na samo šest dolara po kilogramu, no za točan proračun valjalo bi obaviti detaljnu ekonomsku analizu.
