Bitumen, das klebrige Produkt aus den Ölsanden Albertas, wird normalerweise als Brennstoff verbrannt oder erhält als Asphaltbelag ein zweites Leben.
Aber was wäre, wenn man daraus etwas Wertvolleres machen könnte, wie die Kohlefasern, die Flugzeuge und Hockeyschläger leicht und langlebig und Elektroautos sicherer und effizienter machen?
UBC-Materialingenieurin Dr. Yasmine Abdin und ihre Kollegen Dr. Frank Ko von der Fakultät für Angewandte Wissenschaften und Dr. Scott Renneckar von der Fakultät für Forstwirtschaft haben eine Möglichkeit entwickelt, Bitumen in Kohlenstofffasern in kommerzieller Qualität umzuwandeln.
Ihre Lösung wurde kürzlich in der Zeitschrift beschrieben Fortschritte in den Naturwissenschaften: Nanowissenschaften und Nanotechnologie, nutzt Schmelzspinnen, um Fasern in zwei Größen sauber und wirtschaftlich herzustellen. Die prognostizierten Kosten betragen 12 US-Dollar pro Kilo, im Vergleich zu kommerziellen Carbonfasern, die normalerweise 33 US-Dollar pro Kilo kosten.
Die Lösung gewann die ersten beiden Phasen der Carbon Fiber Grand Challenge, einem von Alberta Innovates ins Leben gerufenen Wettbewerb zur Gewinnung wertvoller Produkte aus Ölsanden, und das Team plant, sich für die dritte Phase der Challenge zu bewerben.
Elektrische Träume
Das Team geht davon aus, im Jahr 2024 mit der kommerziellen Produktion beginnen zu können, und sieht vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für seine Carbonfasern in Elektroautos, die die Fahrzeugleistung verbessern und letztendlich dazu beitragen, die Einführungsraten von Elektrofahrzeugen zu steigern.
„Kohlefaserkörper können das Gewicht des typischen Batteriesatzes für Elektrofahrzeuge ausgleichen. Die Verwendung von Kohlefasern im Chassis trägt dazu bei, dass die Batterie kühl bleibt, was die Sicherheit erhöht und die Reichweite erhöht“, sagt Dr. Abdin.
Angesichts der Tatsache, dass in Kanada jährlich etwa zwei Millionen Autos und andere leichte Fahrzeuge hergestellt werden, fügt sie hinzu, dass die Verwendung lokaler Kohlenstofffasern den Automobilherstellern einen Wettbewerbsvorteil verschaffen und gleichzeitig Kanadas Ziele zur Emissionsreduzierung unterstützen kann.
Mehr Informationen:
Atif Hussain et al., Entwicklung kostengünstiger elektrogesponnener Kohlenstoff-Nanofasern unter Verwendung von Asphalten-Vorläufern, Fortschritte in den Naturwissenschaften: Nanowissenschaften und Nanotechnologie (2023). DOI: 10.1088/2043-6262/acd6e7