Niet alleen de prijs van aardgas stijgt. ze blijven stijgen. Deskundigen zijn het erover eens dat een plotselinge daling onwaarschijnlijk is.
Wat is de oorzaak van deze piek? Het is eenvoudige economie. Olie is duur omdat mensen bereid zijn ervoor te betalen. Tientallen jaren geleden was het bezit van een auto een luxe in rijke westerse landen. Het is veranderd. Momenteel voegen landen als China en India miljoenen nieuwe chauffeurs toe. Het aantal auto’s is toegenomen. Meer vraag. Prijzen zijn hoger.
Er zit een donkere kant aan. Olie is beperkt. We verbranden het sneller dan het zich vormt. De druk om de consumptie terug te dringen, de vraag terug te dringen en het overaanbod uit te breiden, neemt toe.
Een van de meest directe manieren om onze afhankelijkheid van olie te verminderen, is door de manier waarop we rijden te veranderen. Autofabrikanten reageren. Ze hebben de standaard gasmotor aangepast. Ze introduceerden een hybride. Ze testen alternatieve brandstoffen. Maar wat is de meest effectieve oplossing? Maak de auto lichter.
De natuurkunde liegt niet. Minder massa betekent minder energie om het voertuig te verplaatsen. Denk eens aan het dragen van een rugzak. Het is leeg en heel eenvoudig. De stenen stapelen zich op en het is erg vermoeiend. Hetzelfde geldt voor de motor. Hoe lichter het transportgewicht, hoe beter de brandstofefficiëntie.
Maar je kunt niet zomaar het staal eraf trekken en er het beste van hopen. Veiligheid mag niet worden opgeofferd. De duurzaamheid mag niet in het gedrang komen. Als uw auto bij een ongeval beschadigd raakt, zal geen enkele verhoging van het MPG helpen.
Dit is waar koolstofvezel een rol speelt. Het is niet alleen meer een modewoord voor supercars. Dit is het materiaal dat de gewichtsveiligheidsparadox oplost.
Wat is koolstofvezel?
Koolstofvezel is een polymeer gemaakt van dunne maar sterke kristallijne koolstoffilamenten. Deze filamenten worden gebundeld en geweven om stof te maken. Het weefsel wordt vervolgens ingebed in een harsmatrix. resultaat? Zeer sterk en zeer licht composietmateriaal.
Het is qua gewicht harder dan staal. Sterker dan aluminium. En het zal niet roesten.
Zou deze stof de sleutel kunnen zijn tot het beëindigen van onze olieverslaving?
Koolstofvezel is geen magie. Het is een composietmateriaal gemaakt van microscopisch kleine koolstofvezels die dunner zijn dan een mensenhaar. De draden worden tot garen gedraaid, tot stof geweven en vervolgens in hars gedrenkt. Stel je een mal voor volwassenen voor. Doe de hars in de mal en voeg de verharder toe om het in een permanente vorm te laten uitharden.
Ingenieurs zijn er dol op. Het is 5 keer sterker dan staal. Het is twee keer zo moeilijk. En het gewicht daalt met ongeveer tweederde.
De meeste auto’s gebruiken staal. Vervanging door koolstofvezel vermindert het gewicht van het voertuig met 60%. Het is meer dan alleen een getal. Dit is een directe manier om de efficiëntie te verhogen. Het brandstofverbruik is met 30% gedaald. De uitstoot van broeikasgassen wordt met 10 tot 20 procent verminderd. Het is niet nodig om de motor te vervangen. Met dezelfde uitrusting haalt u meer kilometers per gallon.
Hoe koolstofvezel de oliecrisis kan oplossen
De berekening is eenvoudig. Een lichtere auto heeft minder energie nodig om te bewegen. Als fabrikanten lichtere carrosserieën bouwen, kunnen ze worden uitgerust met kleinere, krachtigere motoren. Of hij kan overstappen op een elektrische aandrijflijn. De actieradius van de accu wordt vergroot doordat de auto geen noemenswaardig eigen gewicht meer heeft. Hier is hoe het werkt. Verminder de massa, verhoog de efficiëntie en veelzijdige motoropties. Deze stof is de manier om de oliecrisis op te lossen.
Maar als het zo perfect is, waarom worden dan niet alle auto’s ermee gemaakt?
Is koolstofvezel veilig voor dagelijks rijden?
Veiligheid is de grootste zorg van kopers. Het helpt niet als een auto die 260 km/uur rijdt, bij 80 km/uur in een pannenkoek verandert.
Koolstofvezel gaat lang mee. In crashsimulaties heeft het prestaties laten zien die gelijkwaardig zijn aan die van staal. Verrassend genoeg krimpt het niet. Het absorbeert schokken. Alle F1-racewagens zijn gemaakt van koolstofvezel. Het gaat niet alleen om snelheid. Dit is een veiligheidsvereiste. De cockpit moet bestand zijn tegen extreme krachten. Als het goed genoeg is voor de F1, is het ook goed genoeg voor de straat.
Knelpunten in de productie
Dus we hebben de ingrediënten. Het beschikt over veiligheidsreferenties. Bespaar brandstof. Het probleem is de schaal. Het vervaardigen van koolstofvezel kost tijd. duur.
Je kunt een koolstofvezelkoepel niet in 3 seconden uit een pers slaan, zoals staal. Het proces omvat het handmatig of machinaal aanbrengen van de lagen, het uitharden in een oven of autoclaaf en het extra snijden. Dit zal enkele uren duren. Soms zelfs de dag.
De staalfabriek blijft draaien. Dit geldt niet voor koolstofvezelonderdelen. De prijs van het pond is hoog. De prijs van de mal zal hoger zijn. Elk onderdeel vereist een nauwkeurige mal. Wilt u het model wijzigen? Maak een nieuwe sjabloon. Wilt u een bug oplossen? Herontwerp.
Economische haalbaarheid en milieuvoordelen
De milieuvoordelen zijn reëel. Bewezen technische voordelen. Niet zo in de economie.
Massaproductie vereist snelheid. Koolstofvezel vereist geduld. Totdat de productieprocessen sneller en goedkoper worden, zal dit materiaal een hoogwaardige prestatie blijven leveren. voertuigen. Racen. Een luxe model met een beperkte oplage.
De oliecrisis vereist een mondiale oplossing. Hoe koolstofvezel werkt. Maar het is niet eenvoudig schaalbaar. Staal is goedkoop. Het is erg snel. Het is overal.
Wij zitten er dus middenin. We weten dat de toekomst rooskleurig is. We weten dat deze technologie bestaat. We kunnen het niet snel genoeg bouwen om de planeet te redden tegen een prijs die de gemiddelde koper zich kan veroorloven.
Misschien zal dit veranderen. Waarschijnlijk niet.
Waarom koolstofvezel nog steeds een premium materiaal is
Ik ben vandaag naar de verkoper geweest. Veel koolstofvezel zul je naast de Corolla niet vinden. De lijst met productieauto’s die hiervan gebruikmaken is kort. BMW M6. Chevrolet Corvette ZR1. Ford GT. Audi R8. Wat verenigt hen? prijs. De meeste beginnen bij $ 100.000 of meer.
Koolstofvezel is duur en daarom zeldzaam. Tien jaar geleden kostte dit materiaal $150 per kilogram. De huidige prijs ligt rond de $ 10 per kilo. Het ziet er goedkoop uit. Vergelijking met staal. Staal kost minder dan $ 1 per kilo. Het verschil is enorm.
Analisten zeggen dat koolstofvezel $ 5 per pond moet bereiken om mainstream te worden. De kosten zijn het grootste obstakel. Zonder deze reductie is het onwaarschijnlijk dat het een levensvatbare energieoplossing voor de massa zal worden.
Een recycling-nachtmerrie
Prijs is niet het enige probleem. Afvalbeheer is een hoofdpijndossier. Wanneer een stalen auto wordt weggegooid, smelt deze. Staalmateriaal kan worden gebruikt voor verschillende auto’s en gebouwen. Dit is een cyclus.
Koolstofvezel breekt de lus. Het kan niet gebroken worden. Het is moeilijk om te recyclen. Recycling verzwakt de sterkte van de vezels. Koolstofvezel uit afgedankte auto’s is niet sterk genoeg om nieuwe auto’s van te maken. Dit is een groot probleem.
Meer koolstofvezelauto’s zouden olie besparen. Ze produceren ook afval waarvan we nog steeds niet weten hoe we ermee om moeten gaan.
Nu is koolstofvezel erg licht. Zeer duurzaam. Het is veilig. Het zou de oliecrisis kunnen helpen oplossen. Maar het is duur. En recyclen is lastig. Voorlopig is het slechts een klein stukje van de energiepuzzel. Dit gaat gepaard met een krachtige motor. De materialen zijn goedkoper. Beter rijgedrag. Dit is de echte oplossing.
Aluminium: een praktisch alternatief?
Autofabrikanten zijn op zoek naar materialen die lichter en goedkoper zijn. Aluminium voldoet aan deze eis. Niet zo sterk als staal. Maar het is veel lichter.
Fabrikanten gebruiken het in motoronderdelen. Enkele lichaamsdelen. Het is niet overal verkrijgbaar. Kracht is belangrijk. Aluminium is echter steeds gebruikelijker geworden in moderne auto’s vanwege de lage kosten en lichtheid.
Wilt u meer weten, bekijk dan de links op de volgende pagina.
Aluminium: nog een brandstofbesparing?
Gerelateerde blogposts
- Hoe Aptera Hybrid werkt
- Hoe de Chevrolet Corvette ZR1 uit 2009 rijdt
- Top 10 milieuvriendelijke rijtips
- Kampioenschapsmechanica
-Kan een auto 100 mijl per gallon halen? - Wat is de goedkoopste auto ter wereld?
Aantrekkelijkere links
- Koolstofstructuur
-Oak Ridge Nationale Laboratorium Transportafdeling
Vertrekken
- Kanelos, Mike. “Koolstofvezelauto’s verschijnen dagelijks” CNET. http://www.news.com/Here-comes-the-everyday-carbon-fiber-car/2100-1008_3-6114289.html
- Motavari, Jim. “Wat is het verbrandingsrendement van een verbrandingsmotor?” http://www.thedailygreen.com/living-green/blogs/cars-transportation/gas-mileage-limit-460513
-Oak Ridge Nationaal Laboratorium. “Koolstofvezelauto’s kunnen Amerika op de weg naar efficiëntie zetten.” http://www.ornl.gov/info/press_releases/get_press_release.cfm?ReleaseNumber=mr20060306-00 - Kiel, Doug. “Magnesium en aluminium zijn de sleutel tot het verminderen van het gewicht van voertuigen.” Ontwerp nieuws. http://www.designnews.com/article/CA6553122.html
-Woodyard, Chris. “Koolstofvezel glanst als een diamant.” VS vandaag. http://www.usatoday.com/money/autos/2005-07-25-carbon-fiber-usat_x.htm - Soltec. “Brief van de president” http://www.zoltek.com/aboutus/ceo.php
