زیر پوست: چگونه لوله های کربن می توانند انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهند

Nawa Technologies نشان داده است که فناوری نانولوله‌های کربنی خود برای کاهش انتشار کربن چقدر همه کاره است.

آخرین استفاده آن از این فناوری، به نام Nawastitch، روشی برای تقویت الیاف کربن سنتی برای دستیابی به افزایش 900٪ در مقاومت در برابر ضربه و کاهش وزن 20-30٪ است.

این ماده که قبلاً در استفاده تجاری در رینگ‌های چرخ دوچرخه‌های اسپورت مورد استفاده قرار می‌گرفت، همچنین با هدف تولید محفظه‌های باتری خودروهای الکتریکی سخت‌تر و سبک‌تر و مخازن ذخیره‌سازی هیدروژن برای وسایل نقلیه پیل سوختی است. همچنین می توان از آن در داخل سلول های سوختی برای بهبود عملکرد و افزایش طول عمر استفاده کرد.

علاوه بر کاهش وزن، برنامه استفاده از رسانایی الکتریکی مواد برای تبدیل پوشش ها به یک عنصر گرمایش یکپارچه است که به کاهش پیچیدگی سیستم های مدیریت حرارتی باتری کمک می کند.

نانولوله‌ها علاوه بر اینکه یک ماده تقویت‌کننده سبک وزن هستند، پایه خوبی برای آند یون لیتیوم و سایر مواد شیمیایی باتری هستند.

نانولوله ها به عنوان نانولوله های کربنی تراز عمودی یا به اختصار VACNT شناخته می شوند. آنها بر روی یک لایه زیرین نازک (زیر لایه) رشد می کنند، ارتفاع آنها بین پنج تا 100 میکرون است (یک میکرون یک میلیونیم متر است) و شبیه جنگلی در مقیاس مولکولی با حدود 100 میلیارد لوله در هر سانتی متر مربع است.

اجزای الیاف کربن از لایه‌هایی از پارچه الیاف کربن بافته شده تشکیل شده‌اند که با استفاده از رزین در لایه‌هایی با هم لمینت شده‌اند. نقطه ضعف زمانی است که رزین به دلیل آسیب ضربه یا لرزش می شکند و در آن لایه ها ترک ایجاد می شود. افزودن یک لایه Nawastitch بین لایه‌های حصیر فیبر کربن، آن‌ها را به هم متصل می‌کند و استحکام اضافی از آنجا ناشی می‌شود.

در عمل، لایه نانولوله‌ای یک لایه نازک است که می‌توان آن را به همان روشی که حصیر فیبر کربن در طول ساخت اجزای آن کار کرد. از آنجایی که بسیار نازک است، وزن آن ناچیز است، اما مقدار فیبر کربن و رزین مورد نیاز را کاهش می دهد و در عین حال استحکام را نیز افزایش می دهد.

این ماده برای جایگزینی پایه آلومینیومی و روبنای پلاستیکی بدنه باتری های EV ساخته شده است تا آنها را قوی تر اما سبک تر کند. از آنجایی که لوله ها به صورت عمودی در یک راستا قرار دارند، یک مقاومت الکتریکی در سراسر آنها به صورت افقی وجود دارد، بنابراین اگر جریانی از آنها عبور کند، ماده به عنصر گرمایش تبدیل می شود.

هدف استفاده از این ویژگی برای کمک به مدیریت دمای باتری و بهبود بالقوه برد خودروهای الکتریکی است.

Nawastitch همچنین برای ساخت مخازن ذخیره هیدروژن فشرده سبک تر و قوی تر برای خودروهای پیل سوختی و هیدروژن ICE استفاده می شود. مخازن در حال حاضر در مرحله آزمایش آزمایشگاهی هستند و انتظار می رود در سال 2024 در دسترس مشتریان قرار گیرند.

ناوا همچنین در حال توسعه استفاده از فناوری VACNT خود در سلول های سوختی هیدروژنی به عنوان پایه ای برای مواد کاتالیزور پلاتین است. نانولوله‌ها ذرات را در موقعیت خود قفل می‌کنند و از جمع شدن آنها در طول زمان جلوگیری می‌کنند و قدرت و همچنین عمر سلول‌های سوختی را تا پنج برابر افزایش می‌دهند.