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空客概念验证直升机PioneerLab采用生物基碳纤维机头面板

   日期:2024-06-12     来源:CompositesWorld    浏览:66    评论:0    
核心提示:概念验证部件使用了生物基丙烯腈原丝,其性能与传统 CFRP 相同,但二氧化碳排放量大幅减少。生物基丙烯腈用于 2024 年 5 月在空

概念验证部件使用了生物基丙烯腈原丝,其性能与传统 CFRP 相同,但二氧化碳排放量大幅减少。

 

生物基丙烯腈用于 2024 年 5 月在空客直升机H145 PioneerLab上试飞的碳纤维增强聚合物(CFRP)机头面板。来源 | Airbus

空中客车公司(法国图卢兹)最近发表的一篇题为 “开发适合飞行的生物复合材料 ”的文章透露,这家航空航天公司正在飞机生产中引入生物衍生材料,这种材料可以清除大气中的二氧化碳。

碳纤维复合材料由化石燃料制成。它们也可以由可持续的有机材料制成。据空中客车公司报道,该公司已利用这种 “生物衍生 ”纤维制造出一种试验性直升机面板,其生产工艺从捕捉大气中的二氧化碳开始。

空中客车公司致力于引领航空航天脱碳。虽然这显然意味着在其产品的生命周期内减少二氧化碳排放(范围3),但任何贡献都有帮助,包括减少生产中的碳排放。为此,空中客车公司的专家正在研究用于制造结构飞机部件(如机身外壳或机翼)的化石燃料衍生碳纤维的替代品。

其目的是开发出一种生物基碳纤维,其性能和安全性与目前的石油基复合材料相当,并最终实现工业化。空中客车公司相信,通过采用 “power to X ”技术,将可再生能源转化为包括合成碳氢化合物在内的化学产品,可以实现这一目标。然后,这些产品可用于生产生物纤维,包括以生物为基础替代源自石油的聚丙烯腈碳纤维原丝(PAN)。该工艺需要可再生碳,这种碳可以来自生物质等非化石来源,也可以直接从大气中捕捉二氧化碳。

空中客车公司的研究人员使用丙烯腈衍生生物纤维为空中客车直升机公司的 H145 PioneerLab 制造了概念验证复合材料机头面板。这种非结构性机头是一种安全的测试部件,而且体积小,生产速度快,成本低。该面板于 2024 年 5 月进行了飞行测试,以证明替代纤维的适航性,据称其刚度和强度与传统部件相当。

空客团队使用了一种与传统 PAN 原丝化学性质相同的可持续替代品,生产出了具有相同性能水平的生物基碳纤维。替代品丙烯腈来自可持续发展的国际可持续发展与碳认证(ISCC)认证的非化石原料,如木材和食物废料、回收烹调油和/或藻类,以及可再生的氨和丙烯。

值得注意的是,空中客车公司进行的全生命周期分析(LCA)表明,生产可持续丙烯腈(以及其他生物基化学品和中间体)产生的二氧化碳要比传统的石油基材料少得多。然而,这些新替代品的工业化仍处于起步阶段。要扩大规模,实现相应的二氧化碳减排,需要监管部门的承诺和大量的资金投入。

目前,先锋实验室的机头面板仍只是概念验证。空客和其他制造商面临的挑战是与供应链合作,使生物纤维的生产具有经济可行性,并确保以具有成本效益的方式提高产量,以满足不断加速的飞机生产需求。

生物材料只是空中客车公司为实现低碳航空和机动性而探索的众多途径之一。尽管如此,车辆重量越轻,排放就越少。复合材料久经考验的性能意味着它们将在未来更长的时间里发挥重要的减重作用。

 
 
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