由瀝青制成的碳纖維

　　
 

　　由于電池重量較大，因此，電池電動(dòng)汽車（battery electric vehicles，BEV）可能比汽油動(dòng)力汽車重?cái)?shù)百甚至數(shù)千磅。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、聚合物基復(fù)合材料專家Abdin博士解釋道：“用輕質(zhì)碳纖維制造汽車底盤或車身不僅有助于彌補(bǔ)重型電動(dòng)汽車電池組的不足，而且碳纖維還能增強(qiáng)電池的冷卻能力，提高了乘客安全性，延長(zhǎng)續(xù)航里程。”

　　

　　然而，目前生產(chǎn)的碳纖維是出了名的昂貴，特別是大約一半的成本歸因于原材料——聚丙烯腈（PAN）。研究人員認(rèn)為，通過改用瀝青不但可以顯著降低成本，而且還能減輕瀝青燃燒時(shí)釋放的二氧化碳對(duì)環(huán)境的影響。

　　

　　UBC木材科學(xué)系教授、加拿大高級(jí)可再生材料研究主席Renneckar博士指出：“我們正在重新利用一種可能對(duì)環(huán)境造成破壞的低價(jià)值產(chǎn)品，生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)清潔技術(shù)的材料。”

　　

　　Abdin博士和她的同事開發(fā)的新工藝是“碳纖維大挑戰(zhàn)”挑戰(zhàn)賽第二階段的成功解決方案之一，這是由加拿大Alberta Innovates公司發(fā)起的一項(xiàng)從油砂中回收有價(jià)值產(chǎn)品的挑戰(zhàn)賽。

　　

　　

　　

　　UBC取得成功的關(guān)鍵在于開發(fā)了一種獨(dú)特的、而又與目前碳纖維的制造方式?jīng)]有本質(zhì)區(qū)別的紡絲工藝，采用該工藝可以在保持纖維結(jié)構(gòu)完整性的同時(shí)，紡出更細(xì)的纖維。此外，UBC團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了兩種不同尺寸的纖維——常規(guī)微米級(jí)直徑纖維和納米纖維結(jié)構(gòu)，兩者都來源于瀝青。據(jù)稱，該團(tuán)隊(duì)的工藝使碳纖維的生產(chǎn)成本低于每公斤12美元，而典型的商業(yè)價(jià)格為每公斤33美元。

　　

　　Abdin博士介紹，以每公斤12美元的價(jià)格為基點(diǎn)，像汽車制造商這樣的大批量行業(yè)將有機(jī)會(huì)使用更多的碳纖維。目前，碳纖維等復(fù)合材料僅占汽車組件的15%左右。價(jià)格合理的碳纖維可能會(huì)使這一數(shù)字翻一番，這甚至可能會(huì)改變游戲規(guī)則。

　　

　　Abdin博士和她的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃申請(qǐng)參加“碳纖維大挑戰(zhàn)”比賽的第三階段，該階段將涉及更大規(guī)模的纖維測(cè)試，最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。第三輪的額外資金將有助于擴(kuò)大纖維生產(chǎn)和復(fù)合材料產(chǎn)品的制造。

　　

　　據(jù)悉，在“碳纖維大挑戰(zhàn)”第二階段有12支隊(duì)伍獲得了資助，而到了第三階段也就是最后階段，只有少數(shù)的五六支隊(duì)伍獲得資助。而有了400萬美元的資金，Abdin博士正在為未來做準(zhǔn)備。

　　

　　圖片電紡碳纖維氈

　　

　　Abdin博士補(bǔ)充道：“汽車制造商并不是我們唯一以纖維的成本和性能優(yōu)勢(shì)為目標(biāo)的行業(yè)。我們還在探索其在風(fēng)力渦輪機(jī)、結(jié)構(gòu)電池、超級(jí)電容器、管道甚至曲棍球棒等領(lǐng)域更廣泛應(yīng)用！”