Dr. Yasmine Abdin (rechts) en haar medewerkers transformeren bitumen uit de oliezanden van Alberta in koolstofvezel – tegen veel lagere kosten dan wat momenteel beschikbaar is. Credits: UBC Applied Science/Paul Joseph
Bitumen, het kleverige product uit de oliezanden van Alberta, wordt normaal gesproken verbrand als brandstof of krijgt een tweede leven als asfaltverharding.
Maar wat als het zou kunnen worden omgezet in iets waardevollers, zoals de koolstofvezels die vliegtuigen en hockeysticks licht en duurzaam maken, en elektrische auto’s veiliger en efficiënter?
UBC-materiaalingenieur dr. Yasmine Abdin en haar collega’s, dr. Frank Ko van de faculteit toegepaste wetenschappen en dr. Scott Renneckar van de faculteit bosbouw, hebben een manier ontwikkeld om bitumen om te zetten in koolstofvezels van commerciële kwaliteit.
Hun oplossing, onlangs beschreven in het tijdschrift Vooruitgang in de natuurwetenschappen: nanowetenschap en nanotechnologie, maakt gebruik van smeltspinnen om twee maten vezels schoon en economisch te produceren. De geschatte kosten zijn $ 12 per kilo, vergeleken met commerciële koolstofvezels die normaal gesproken $ 33 per kilo kosten.
De oplossing won de eerste twee fasen van de Carbon Fibre Grand Challenge, een wedstrijd gelanceerd door Alberta Innovates om waardevolle producten uit oliezanden te winnen, en het team is van plan zich aan te melden voor de derde fase van de uitdaging.
Elektrische dromen
Het team verwacht in 2024 met de commerciële productie te beginnen en ziet brede toepassingen voor hun koolstofvezels in elektrische auto’s, waardoor de prestaties van voertuigen worden verbeterd en uiteindelijk de acceptatiegraad van EV’s wordt verhoogd.
“Koolstofvezelcarrosserieën kunnen het gewicht van het typische EV-accupakket compenseren. Het gebruik van koolstofvezels in het chassis helpt de accu koel te houden, waardoor de veiligheid wordt verbeterd en het rijbereik wordt vergroot”, zegt Dr. Abdin.
Met ongeveer twee miljoen auto’s en andere lichte voertuigen die jaarlijks in Canada worden geproduceerd, voegt ze eraan toe, kan het gebruik van lokale koolstofvezels autofabrikanten een concurrentievoordeel geven en tegelijkertijd de doelstellingen van Canada voor het verminderen van emissies ondersteunen.
Meer informatie:
Atif Hussain et al, Ontwikkeling van goedkope elektrogesponnen koolstofnanovezels met behulp van asfalteenprecursor, Vooruitgang in de natuurwetenschappen: nanowetenschap en nanotechnologie (2023). DOI: 10.1088/2043-6262/acd6e7
