Pek kan een goedkope en sterke vezel voor koetswerk auto’s opleveren

Restproducten van petroleum zouden mogelijk materialen kunnen opleveren die bij de constructie van wagens en andere voertuigen zouden kunnen worden ingezet. Dat blijkt uit een studie van het Massachusetts Institute of Technology, het Western Research Institute in Wyoming en het Oak Ridge National Laboratory in Tennessee.

Het onderzoek gebeurde op initiatief van het Amerikaanse ministerie van Energie, dat op de ontwikkeling hoopte van een product dat tegelijkertijd sterk en goedkoop is. Volgens de wetenschappers is het materiaal uiteindelijk nog goedkoper dan de opdrachtgevers hadden gewenst.

Efficiëntie

“De wereld is op zoek naar middelen om de efficiëntie van auto’s en andere voertuigen te verbeteren”, merkt onderzoeker Nicola Ferralis, materiaalwetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology, op.

“Dit is immers een techniek om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en het bereik van elektrische wagens te verbeteren. Die efficiëntie kan echter ook worden opgedreven door de inzet van lichtere materialen, die tegelijkertijd toch sterk genoeg zijn om in het koetswerk van de auto te worden gebruikt.”

“Een koolstofvezel, een materiaal dat ook wordt gebruik in tennisrackets en fietsen, combineert een uitzonderlijke sterkte met een laag gewicht”, voert Ferralis aan. “Het materiaal is echter veel duurder dan staal of aluminium, die meestal voor het koetswerk van een auto worden gebruikt.”

“Wij zijn er echter in gelukt om lichtgewicht vezels te produceren op basis van een ultragoedkope grondstof. Ook de restanten van de raffinage van aardolie blijken immers te kunnen worden omgezet in materialen die als alternatief voor staal of aluminium zouden kunnen worden gebruikt.”

“Meestal wordt dit restproduct bij laagwaardige toepassingen, zoals asfalt, ingezet”, stipt Ferralis aan. “Vaak wordt het echter gewoon als afval gestort. De koolstofvezel die op basis van dit product kan worden gevormd, is echter niet alleen goedkoop, maar vertoont ook een voldoende sterkte om voor dragende structuren te worden gebruikt.”

Zwaarder

Ferralis wijst erop dat auto’s de voorbije dertig jaar aanzienlijk zwaarder zijn geworden. “Het gemiddelde gewicht van wagens binnen dezelfde categorie is tijdens die periode met meer dan 15 procent toegenomen”, verduidelijkt hij.

“Een zwaardere auto vereist echter ook een grotere motor met sterkere remmen. Het verminderen van het gewicht van de carrosserie of andere componenten zorgt dan ook voor een rimpeleffect dat extra gewichtsbesparingen oplevert.”

Composietmateriaal op basis van koolstofvezels is geen nieuw idee, maar tot nu toe heeft de autosector het procédé enkel in een aantal bijzonder dure modellen gebruikt. “Maar de nieuwe toepassing biedt een goedkoop basismateriaal met een relatief eenvoudige verwerkingsmethode”, beklemtoont Ferralis.

“Koolstofvezels voor de autosector kosten momenteel minstens 10 dollar per pond. Maar dat kan tot honderden dollars per pond oplopen voor gespecialiseerde toepassingen zoals onderdelen voor ruimteschepen. Daarentegen kost aluminium slechts 2 dollar per pond. Voor staal daalt dat verder tot 75 cent.”

Verschillende producten

“Met deze prijzen zou de prijs van een pickup uit koofstofvezel ongeveer verdubbelen”, betoogt Ferralis. “Maar petroleumpek is een product dat nagenoeg waardeloos is. We hebben hier te maken met een rommelige mengelmoes van gemengde zware koolwaterstoffen.”

“Dat biedt echter ook een aantal voordelen, want hierdoor wordt een basis verkregen die tot verschillende producten kan leiden. Omdat ook het productieprocédé relatief eenvoudig is, wordt het mogelijk om op een goedkope manier een bijzonder interessant materiaal op de markt te brengen.”

Bij de start van de studie had het Amerikaanse ministerie van Energie aangegeven naar een product te streven dat minder dan 5 dollar per pond zou kosten.

Ferralis zegt echter dat de wetenschappers ervan overtuigd zijn beduidend onder dat bedrag te kunnen blijven, hoewel er nog geen concrete economische analyse is gemaakt. Er wordt daarbij gedacht aan een bedrag van ongeveer 3 dollar per pond.

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20