Liệu sợi carbon nhiệt dẻo có cải thiện việc sản xuất và xử lý chai chứa hydro trong tương lai không?

Kết quả cho thấy, biến dạng của chai sợi thủy tinh S loại IV là 10,873 mm, biến dạng của chai sợi carbon loại T700-loại IV là 1{{1{12 }}}}.176 mm, và độ biến dạng của chai Kevlar Type IV là 1,0845 mm. Biến dạng đàn hồi của ba vật liệu lần lượt là 0,26812, 0,25658 và 0,073177. Ngoài ra, ứng suất chính tối đa đối với chai sợi thủy tinh S loại IV là 1105,9 MPa, ứng suất đối với chai loại IV bằng sợi carbon là 1168,2 MPa và ứng suất đối với chai Kevlar loại IV là 1389,4 MPa. Nghiên cứu chỉ ra rằng trong phạm vi ứng suất và biến dạng có thể chấp nhận được, sợi aramid là vật liệu phù hợp cho bình chịu áp lực hydro.

Tóm lại, trong ứng dụng của chai lưu trữ hydro bằng vật liệu composite, vật liệu tổng hợp sợi carbon mang lại độ cứng cao hơn, trong khi vật liệu tổng hợp sợi aramid mang lại độ bền tốt hơn. Tất nhiên, hai loại vật liệu tổng hợp này không loại trừ lẫn nhau; đúng hơn, thông qua thiết kế và kết hợp hợp lý, lợi thế tương ứng của chúng có thể được phát huy. Cách tiếp cận này có thể cân bằng độ cứng và độ dẻo dai trong các ứng dụng chai lưu trữ hydro bằng sợi carbon, đảm bảo hiệu suất cơ học đồng thời tăng cường độ an toàn.

Chai lưu trữ hydro bằng sợi carbon có thể đảo ngược sự suy giảm giá trị của "vàng đen"?

Sợi carbon được gọi là "vàng đen", phản ánh giá trị cao của nó và do đó, giá thị trường vẫn tăng cao. Tuy nhiên, số liệu thống kê hai năm qua cho thấy “vàng đen” đang mất giá. Những người làm trong các ngành liên quan hoặc chuyên gia về sợi carbon nên hiểu lý do đằng sau xu hướng này. Năng lực sản xuất sợi carbon cấp thấp đã tăng vọt, trong khi nhu cầu từ các ngành công nghiệp hạ nguồn đã đạt đến mức bão hòa. Hậu quả của tình trạng dư cung là giá thị trường sợi carbon giảm nhanh chóng. Tất nhiên, sự gia tăng năng lực sản xuất sợi carbon và vật liệu tổng hợp từ trung đến cao cấp là không đáng kể và giá cả thị trường không thay đổi nhiều.

Dữ liệu cho thấy vào năm 2{6}}22, quy mô thị trường sợi carbon toàn cầu đạt 4,386 tỷ USD, tăng 29% so với cùng kỳ năm ngoái.0%. Nhu cầu toàn cầu về sợi carbon là 135.{8}} tấn, tăng 14,4% so với 118.{12}} tấn vào năm 2021. Được thúc đẩy bởi chính sách "carbon kép", thị trường bình chịu áp lực đã có sự tăng trưởng nhanh chóng, với nhu cầu toàn cầu về bình chịu áp lực đạt 14.800 tấn vào năm 2022, tăng 34,5% so với năm trước, chiếm 11,0% thị trường phân khúc. Dự kiến ​​đến năm 2030, nhu cầu toàn cầu về bình chịu áp lực sẽ vượt quá 80.{23}} tấn, cho thấy xu hướng tăng trưởng mạnh mẽ.

Vào năm 2022, Trung Quốc đã sử dụng khoảng 6.{2}} tấn sợi carbon để làm bình chứa khí, trong đó gần một nửa số đó được sử dụng để làm chai chứa hydro. Trong tương lai, điểm tăng trưởng của sợi carbon trong bình chịu áp lực có thể sẽ xuất hiện từ thị trường chai chứa hydro. Với sự thúc đẩy mạnh mẽ của chính phủ trong việc phát triển pin nhiên liệu hydro và phương tiện giao thông, lĩnh vực chai chứa hydro có tiềm năng to lớn, dẫn đến nhu cầu về sợi carbon trong lĩnh vực này tăng nhanh. Dữ liệu chỉ ra rằng đến cuối năm 2022, số lượng xe chạy pin nhiên liệu hydro ở Trung Quốc là khoảng 12.300 chiếc, với mục tiêu đạt 50 chiếc000 vào năm 2025, dẫn đến tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là gần 60%. Nếu nhu cầu sợi carbon cho chai chứa hydro tăng lên 50% vào năm 2025 thì nhu cầu về sợi carbon có thể lên tới 12.700 tấn.

Trong những năm tới, tiềm năng của chai chứa hydro bằng sợi carbon là rất lớn. Mục tiêu năng lực sản xuất sợi carbon cấp thấp không chỉ giảm thiểu sự suy giảm giá trị của "vàng đen" mà còn thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành năng lượng hydro, đạt được tình hình đôi bên cùng có lợi thực sự.

Liệu sợi carbon nhiệt dẻo có cải thiện việc sản xuất và xử lý chai chứa hydro trong tương lai không?

Việc giải phóng năng lực sản xuất sợi carbon cấp thấp dự kiến ​​sẽ giúp giải quyết những thách thức mà ngành sợi carbon trong nước phải đối mặt, nhưng đây không phải là giải pháp lâu dài. Việc nâng cao toàn diện hơn công nghệ sợi carbon - đặc biệt là làm chủ khả năng sản xuất hàng loạt sợi carbon từ trung cấp đến cao cấp - là điều cần thiết để đạt được lợi thế cạnh tranh trên thị trường sợi carbon toàn cầu. Sợi carbon nhiệt dẻo có thể là hướng quan trọng tiếp theo cho sự phát triển của ngành công nghiệp sợi carbon. Vì vậy, liệu vật liệu tổng hợp sợi carbon nhiệt dẻo có đóng vai trò thúc đẩy việc sử dụng năng lượng hydro hay không?

Ưu điểm của vật liệu composite sợi carbon nhiệt dẻo:

1. Tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao: Sợi carbon nổi tiếng với tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Việc kết hợp sợi carbon với ma trận nhựa nhiệt dẻo giúp tăng cường lợi thế này, làm cho vật liệu tổng hợp sợi carbon nhiệt dẻo trở nên hấp dẫn đối với các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô, nơi vật liệu nhẹ và độ bền cao là rất quan trọng.

2. Ổn định hóa học: Nhựa nhiệt dẻo thường có khả năng kháng hóa chất tốt hơn so với nhựa nhiệt rắn, làm cho vật liệu tổng hợp sợi carbon nhựa nhiệt dẻo thích hợp cho các ứng dụng cần tiếp xúc với các hóa chất mạnh, chẳng hạn như các chất trong ngành xử lý hóa chất.

3. Cải thiện khả năng chống va đập: So với nhựa nhiệt rắn, nhựa nhiệt dẻo thường có khả năng chống va đập và độ dẻo dai tốt hơn, điều này khiến vật liệu tổng hợp sợi carbon nhiệt dẻo trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất va đập tuyệt vời.

4. Sản xuất nhanh: Tốc độ xử lý của vật liệu tổng hợp sợi carbon nhiệt dẻo nhanh hơn so với vật liệu tổng hợp sợi carbon nhiệt rắn do thời gian lưu hóa ngắn hơn. Đặc điểm này mang lại lợi ích cho các ngành đòi hỏi chu kỳ sản xuất nhanh và thông lượng cao.