Tri Ceist ar Fhíbre Charbón: Ar Ghcostasach? Ar Bhriste? Ar Liostáilte go Duv in Dhubh Ame?

Nuair a fheiceann tú gluaisteán spóirt de chruach carbón ag taispeántas gluaisteán, an bhfuil do chéad smaoineamh, "Caithfidh an t-ábhar seo a bheith thar a bheith daor"? Nuair a fheiceann tú léirmheastúchán ar botún uisce de chruach carbón, an bhfuil tú go huibreach in ann smaoineamh, "Brisfear é má thiteann sé—ní chomh daingean le héadarsaile déanta as staenlés"? Nó fiú nuair a roghnaíonn tú eipeoga spóirt, ag feiceáil níos mó ach carbón dubh táirgí , an léiríonn tú, "Is duine dhubh ina dhúchas é seo an t-ábhar"?

Mar gheinte ardánais le blianta taithí ar intinn i ngreimsealach an fhir chomhdhéanta, táimid faoi mhórán de na míthuiscintí coitianta seo. Ní féidir díreach a rá go nuair a thrasnaigh an crainn carbóin ó spás aeráid go margaí tomhaltóirí ar dtús, bhain sé buiséad ard teicniúil agus feidhmniúta speisialta amach cosúil le "daor", "briste", agus "duine dhubh amháin". Ach le briseadh trí scála móir agus nuashonruithe próisis, tá an crainn carbóin inniu as na stéireotíopaí seo. Tá smacht ar an gcostas agus feidhmiúlacht ar scála móir ann, agus cuireann sé comhionann leis na hairgneacha i mbacachas ionsaithe, agus féadfaidh sé fiú dathanna beo a thaispeáint trí fhaisnéis theicniúla.

Daor i bhfad? Ag cur os comhair na gcoscanna teicniúla taobh thiar den lipéad pragha

Tá an seanchas "ceann cúigle de chrainn carbóin ionann le ceann cúigle de shliodar" le fáil go forleathan, ach níor rabh tarraingt ar phraghas ard riamh mar "príomhábhar"—is toradh riachtanach é de tháirgeadh teicniúil-tharraingthe.
Agus sampla éadarnach glasair uisce a úsáidtear i dtionscail, léiríonn a struchtúr choschair thrí leibhle de bacainn teicniúla:

Riaillí strengiúla maidir le millteanábhar rawlais

Tar éis dul tríd bpróisis éagsúla lena n-áirítear spinnáil, réamh-iosaíochtú agus carbonaithe, déanann 2.2 tonna d'fhíorphréimire pola-acrilonitrile amháin 1 tonn de ghlásair charbon, agus bíonn costais na mballagán coiscéime suas le cúig uair chomh hard sin leis an ngléas.

Costais fíoraithghinmheasctha fuinnimh

Teastaíonn ón bhfoclóir thepláthráitealaíocháin témplacht thar 1,000 céim Celsius a choinneáil, agus bíonn costais leictreachais suas le 30% de chách ceann de na costais tháirgeála. Cuireann sé seo comhionann le 200 cilevata-uair de leictreachas a úsáidtear ar gach 10 cilogram de ghlásair charbon a tháirgtear.

Cuntais Dhianacha maidir le Cruinneas Próisis

Teastaíonn níos mó ná 300 scamaill de théacs agus glásair do chóimheadán glasair charbon don Mercedes-Benz V260L a leagan breise go lán láimhe. D’fhéadfadh aon eas-mheasúnú a dhéanamh ar an táirge neamhúsáidte, agus bíonn costas 300,000 yuán ar chuidní eiteach amháin.

Níos tábhachtaí fós, cuireann sé béim ar "athbheochan i costais éifeachtúlachta": is 60% níos éadroime corp déanta as dathacarban ná héadail, ag cur faoi choisre theicneolaíocht nua-energié le 15%. Sábhálann sábháilteacht longtéarmacha ar energi an t-iondul go tapa. Le briseanna amach sa teicneolaíocht mhonapaíochta, thit praghsanna dathacarbain do chustaiméirí 70% i gcomparáid le deich mbliana ó shin, agus mar sin a dhéanamh níos rochtana do theaghlaigh áirithe sa todhchaí.

Briste ag teacht ar aghaidh? Críochnaíonn tástáil inmhe aghaidh an fhírinne.

Téann an míthuiscin go bhfuil "dathacarban chomh crua le glass" ó thuiscint aon-thoiseach ar a airíonna meicniúla. Lig gina beartaimid dhá shraith sonraí turgnamh:

Tástáil Inmhe Titim

Faoi choinníollacha ionsaithe cothrom le cuimse 10kg agus airde 2 mhéadar, thaispeáin pláta fibre charbón 5mm tiubh inddéanadh beag ar dhroim an phláta, agus thug pláta comhdhúil alúmanaimd den tiubhacht chéanna craiceáil iomlán. Mar gheall ar an neart tarraingeacht atá ag fibre charbón a sé seacht n-uair níos mó ná éadach, rud a chumasaíonn é fuinneamh ionsaithe a abhsorbáil trí idirghníomhú comhionannais idir na fibirí agus an resin.

Cásanna Dearbhaithe Praicticiúla

Tá corp iomlán de charbón-fibre ag an gcarr drift Ford Mustang Shelby GT. I dtástáil tuiscirt ag 120 km/h, laghdaíodh formáid an choirp 40% i gcomparáid le corp déanta as éadach, agus fanacht gan mhoill an teachtaireacht. Léiríonn sonraí racaire go laghdaíonn an corp fibre-charbón an riosca truaillithe ó chúiseanna colún 65%.
Is é an gné seo 'láidir ach gan bheith crua' an fáth go mbraitheann an tionscal aeirspáis ar mar ghníomhaireacht bharra le haghaidh croch crainn spás-soláthar—ina féidir leis toirmasctha ó shóiltíní spáis a sheachaint ag an am céanna agus meáchan an túsaithe a laghdú.

Aon dhubh amháin? Tá cáibhréad fíbre dathúil ar fud an tsráid go fóill agus curtha i bhfeidhm.

Taispeántar cáibhréad traidisiúnta dhubh go nádúrtha mar tháinig cloudanna π leictreonacha de chuid gclúdaigh sp² ar dhromchla na gcárbon a abhsorbann an speictream amharcach iomlán. Tá an bpointe teicniúla seo os cionn anois.
Tugann an teicneolaíocht dathaithe micre-nanostruchtúrtha atá curtha ag fhoireann an tOllamh Xu Weilin in Ollscoil Líní Chlothing Wuhan solas ar cháibhréad fíbre: trí struchtúir thréithiúla ar scál nanó a thógáil ar dhromchla na fíbre trí shpraicéil mheadrón agus úsáid éifeachtaí idirimhe le dath a ghiniúint, tá an teicneolaíocht sin níos glaine ó thaobh comhshaoil de, neamhchliste don chluaiseacht agus coimeádtear na hairíonna meicniúla bunaidh freisin. Fairsingíonn cáibhréad fíbre dathúil atá ar fud an tsráid faoi láthair go dtí réimsí éagsúla dathanna áirithe lena n-áirítear dearg, gorm, agus ór, agus cuirtear i bhfeidhm i praiticiúil sa trí réimse mhór seo:

Réimse ionchairc ardleibhéil

Tá cás de charbón datha oráiste i mbarrthimpeall an bhailiúcháin Richard Mille Fruits, a déantar é trí scamaill bhláistithe de charbón dubh agus carbbón datha áirithe a bhrú le chéile, ag scríobh hardhaste de HRC55 agus ag meáchan 40% níos lú ná cás éadach neamhghlan.

Tionscal Athshondaithe Gluaisteán

Tá spoilearí de charbón dearg tarbhalaí cruthaithe mar ghné thraidisiúnta gluaisteán feidhmíochta, agus tá áiseanna díolóireachta áitiúla á bhaint amach tóir ar tháirgeadh ar scála mór faoi láthair.

Earráidí Intleachtúla Ionsáite

Monatóraíonn bandáil sláinte déanta as carbón coitianta clúdaithe le airgead an chroí, ach tugann sé faoi láthair freisin forlámhas a fhéadfadh 100,000 bogadh gan chrith.

Tá teacht na dtáirgí reangtha seo ag athrú carbón ó "ábhar tionsclaigh" go "ealamh fódhála".

Briseadh Réamhchlaontachtaí: An Deichniúr Easaontoideach do Charbón

Ó mhaisíochtaí ar an mbealach is déanaí i réimse na háisceachan go roghanna atá inrochtana ar mhargadh na consumer, níl aon chomhartha ar an éadóchas le forbairt fíoréadaigh an ghuailní charbón. Nuair a mheastar go bhfuil 30% dá chostas ag teacht ó leictreachas (a laghdófar le cumhacht ghlas sa todhchaí), go bhfuil a neart i gcoinne tuiscearta níos fearr ná ceann na bpiastal, agus go bhfuil a roghanna d'athruithe datha ag leathnú go buan, bíonn sé soiléir: tá na "stereotíopaí" timpeall an ghuailní carbbón á bhriseadh amach ar cheann slán trí nuashonraithe teicniúla.