Hợp tác nghiên cứu dự án "C4WARD" để biến than thành sợi carbon có giá trị cao

Ngày tạo: 08/09/2020 1:20:57 CH

Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Ứng dụng (CAER) của Đại học Kentucky và Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng (DOE) Hoa Kỳ  (ORNL)  đang hợp tác trong một dự án trị giá 10 triệu đô la để biến than thành sợi carbon giá trị cao và vật liệu tổng hợp. Dự án được tài trợ bởi Văn phòng Năng lượng Hóa thạch của DOE.

 

Dự án này, có tên “C4WARD: Chuyển đổi than thành sợi carbon và vật liệu tổng hợp”, tìm cách phát triển khoa học và kỹ thuật cơ bản và chuyển dịch cần thiết để tạo ra các quy trình tiết kiệm năng lượng và hiệu quả về chi phí để sản xuất sợi carbon với các đặc tính có thể điều chỉnh được. Nó sẽ giải quyết những thách thức liên quan đến chế biến than, sự thay đổi trong nguyên liệu than và quy mô sản xuất sợi carbon tăng từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô bán sản xuất.

 

Chuyển đổi than thành sợi carbon và vật liệu tổng hợp

 

Nghiên cứu từ than thành sợi carbon cho thấy nhiều hứa hẹn sẽ tác động tích cực đến ngành công nghiệp than đang trì trệ của quốc gia. Năm 2019, sản xuất, tiêu thụ và việc làm than của Mỹ đạt mức thấp nhất trong 40 năm. Những xu hướng này có thể sẽ tiếp diễn do than tiếp tục mất thị phần vào khí tự nhiên và sản xuất tái tạo trong lĩnh vực điện. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc sử dụng than của Hoa Kỳ cho các ứng dụng than thành các sản phẩm có tiềm năng đạt được mức độ sử dụng theo cùng cấp độ như của than hơi.

 

“Các nhà nghiên cứu tại UK CAER tiếp tục thúc đẩy ranh giới của sự đổi mới để hỗ trợ các công nhân khai thác than ở Kentucky và các gia đình sống dựa vào họ. Tôi tự hào được hỗ trợ nhóm của Vương quốc Anh khi họ nghiên cứu sản xuất than và tiềm năng của nó cho các công việc được trả lương cao ở Kentucky, ”Lãnh đạo Đa số Thượng viện Hoa Kỳ Mitch McConnell cho biết. “Kể từ khi gia nhập Thượng viện, tôi đã không ngừng đấu tranh cho các cộng đồng than của Kentucky. Để tiếp tục sứ mệnh đó, tôi đã sử dụng vai trò của mình với tư cách là nhà lãnh đạo đa số tại Thượng viện để giúp mang lại cơ hội tiên tiến này cho Khối thịnh vượng chung của chúng ta. Tôi muốn chúc mừng ANH CAER về sự công nhận quốc gia này, và tôi mong muốn họ sẽ tiếp tục đóng góp cho Kentucky. ”

 

Tuy nhiên, thị trường sợi carbon vẫn tiếp tục phát triển nhờ việc gia tăng sử dụng trong các ứng dụng hàng không và quốc phòng cũng như trọng lượng nhẹ của ô tô. Tăng trưởng thị trường mới trong các ứng dụng khối lượng lớn khác - chẳng hạn như cách nhiệt cho các tòa nhà và vật liệu xây dựng và cơ sở hạ tầng - cũng cho thấy nhiều hứa hẹn. Thị trường sợi carbon dự kiến ​​sẽ phát triển với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 12% đến năm 2024.

 

Ruben Sarabia-Riquelme, kỹ sư nghiên cứu tại UK CAER, làm việc với spinline sợi carbon.

 

Sự hợp tác sẽ cho phép hai trong số các tổ chức nghiên cứu và phát triển sợi carbon hàng đầu thế giới tối đa hóa chuyên môn của họ trong lĩnh vực này.

 

Nhóm Công nghệ Vật liệu của CAER , do Giám đốc Rodney Andrews và Phó Giám đốc Matt Weisenberger hướng dẫn, sẽ dẫn đầu nỗ lực chuyển đổi nhiều loại nguyên liệu than thành sợi carbon và vật liệu tổng hợp. CAER là công ty hàng đầu toàn cầu trong việc phát triển sợi carbon từ nhiều nguồn khác nhau và là nơi có cơ sở sản xuất sợi carbon lớn nhất tại bất kỳ cơ sở học thuật nào ở Bắc Mỹ.

 

CAER sẽ làm việc với ORNL để tối ưu hóa quá trình xử lý sân có nguồn gốc từ than để phát triển sợi carbon và vật liệu tổng hợp. CAER sẽ sản xuất số lượng sợi carbon quy mô phòng thí nghiệm để phát triển các mối quan hệ cấu trúc-tính chất giữa nguyên liệu than cấp và sợi carbon kết quả để phát triển các mối quan hệ chế biến-cấu trúc-đặc tính. ORNL sẽ hợp tác với CAER trong giai đoạn này của dự án bằng cách sử dụng chuyên môn của họ về hóa học và tính toán hiệu suất cao để tương quan cấu trúc phân tử của than với khả năng xử lý của nó, xác định các thành phần cao độ tối ưu để chế tạo sợi carbon với các đặc tính có thể điều chỉnh được.

 

“Đại học Kentucky mong được hợp tác với Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge về dự án quan trọng này,” Chủ tịch Đại học Kentucky Eli Capilouto cho biết. “Bằng cách tận dụng kiến ​​thức chuyên môn của mình và hợp tác với các đối tác có tư duy tương lai, chúng tôi có thể thúc đẩy việc chuyển đổi than và tái tạo sức sống cho thị trường. Là cơ quan cấp đất của Kentucky, Vương quốc Anh có trách nhiệm khuyến khích sự thịnh vượng kinh tế thông qua đổi mới và khám phá, và đây là cơ hội lý tưởng để theo đuổi những sứ mệnh đó. Chúng tôi sẽ không ăn mừng dự án thú vị này nếu không có sự ủng hộ mạnh mẽ và nhất quán của Lãnh đạo Đa số Thượng viện Mitch McConnell. Thượng nghị sĩ McConnell là người ủng hộ nhiệt thành và sớm nhất cho công việc này, và chúng tôi đánh giá cao cam kết của ông trong việc đảm bảo CAER vẫn là nhà lãnh đạo toàn cầu trong nghiên cứu và phát triển năng lượng. ”

 

Ruben Sarabia-Riquelme, kỹ sư nghiên cứu tại UK CAER, làm việc với spinline sợi carbon.

 

CAER và ORNL cũng sẽ hợp tác để phát triển các điều kiện quy trình để mở rộng quy mô sản xuất sợi tại Cơ sở Công nghệ Sợi Carbon (CFTF) tại ORNL, cơ sở người dùng được chỉ định duy nhất của DOE để đổi mới sợi carbon. CFTF, một cơ sở rộng 42.000 foot vuông, cung cấp một nền tảng để xác định các nguyên liệu thô chi phí thấp, tiềm năng cao bao gồm dệt may, lignin, polyme và các tiền chất gốc hydrocacbon. Sử dụng CFTF, ORNL đang phát triển các đặc tính cơ học tối ưu cho vật liệu sợi carbon, tập trung vào đặc tính cấu trúc và tối ưu hóa quy trình.

 

Cơ sở có khả năng cấu hình hoạt động đơn vị tùy chỉnh và có công suất lên đến 25 tấn mỗi năm, cho phép ngành công nghiệp xác nhận chuyển đổi tiền chất sợi carbon của nó ở quy mô bán sản xuất.

 

ORNL cũng sẽ dẫn đầu các nỗ lực trong việc xác định đặc tính vật liệu, phân tích kinh tế công nghệ và các phần công nghệ tiếp thị thị trường của dự án.

 

“ORNL mong muốn đóng góp chuyên môn và cơ sở vật chất độc đáo của mình cho mối quan hệ hợp tác có giá trị này để thúc đẩy ranh giới của những gì có thể trong khoa học vật liệu và sản xuất tiên tiến,” Phó ORNL phụ trách Dự án Moe Khaleel cho biết. “Bằng cách hợp tác với Đại học Kentucky, chúng tôi sẽ tạo ra những bước đột phá sang thị trường để củng cố nền kinh tế và an ninh quốc gia của chúng tôi.”

 

Andrews cho biết: “Việc gia tăng giá trị cho nền kinh tế của Kentucky và quốc gia từ lâu đã trở thành dấu ấn nổi bật trong quá trình nghiên cứu và tiếp cận của chúng tôi tại Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Ứng dụng Vương quốc Anh. “Dự án từ than thành sợi carbon này cho phép chúng tôi tiếp tục truyền thống đó theo những cách mới và thú vị, cùng với một đối tác trong Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, được biết đến trên toàn cầu với các chương trình đổi mới, khám phá và chuyển giao công nghệ. Thay mặt cho CAER, tôi cảm ơn Thượng nghị sĩ McConnell đã ủng hộ công việc này và các chương trình nghiên cứu CAER quan trọng trong suốt sự nghiệp của ông ấy. ”

 

Nguồn: Lanereport

Data Design Việt Nam

https://datadesign.vn/

 

---

Tags: datadesignvietnam ddv datadesign sợi carbon là gì sợi carbon fiber carbon fiber vietnam sợi carbon SMC sợi carbon markforged price 3d markforged markforged carbon 3d printer markforged metal carbon fiber kevlar markforged máy in 3d máy in kim loại máy in markforged