日企透過低環境負荷技術,切入碳纖維市場

 

刊登日期:2025/1/16
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日本化學品製造商積極以降低環境負荷的新製造方法開拓碳纖維市場,其中三井化學展開了利用微波以減少製造過程中溫室氣體(GHG)排放之製造技術開發,並計劃於2027年度將其商業化,且在開展事業方面亦已開始投入建立合作夥伴關係等評估。旭化成則計畫在2030年左右實現碳纖維回收技術商業化的目標,今後將克服現有製造方法存在的大量能源消耗問題,藉以建立競爭優勢。

碳纖維的強度約為鋼材的10倍,具有輕量、堅硬的特徵,廣泛應用於複合材料等加工產品,適用於包括壓力容器、風力發電、土木工程與建築、汽車、航空航太以及運動休閒等各類用途。雖然碳纖維可望取代金屬,促進輕量化,有助於提高汽車等的燃油效率,但在製造過程中消耗大量能源。為了實現碳中和(CN),開發減少環境影響的製造方法並投入市場的趨勢亦日漸顯著。

三井化學利用其部分投資之微波化學公司的技術,致力於碳纖維製造技術開發,並在名古屋工廠導入了實證測試設備。目前正在開發的是一種利用微波可以從內部加熱對象物體的特性,藉此消除不必要加熱的製程。與既有方法相比,大幅縮短了加熱處理時間,且燒成製程的產線更短,可望促進設備的小型化。能源消耗約可減少50%,今後進一步將產生微波的動力源變更為再生能源,預期二氧化碳排放量可減少90%以上。

目前三井化學在透過實證設施累積數據的同時,亦同時朝著事業化的方向展開具體的發展評估。首先,三井化學將以體育/休閒、風力相關領域為目標推動商業化生產,未來則欲發揮製造方法的優勢,進一步跨足航空、航太相關之高階市場。除了對外銷售之外,三井化學也計劃將碳纖維材料採用於自有產品,例如碳纖維與聚丙烯(PP)複合而成的單向強化膠帶(Unidirectional Tapes)。

另一方面,旭化成致力於利用電解硫酸法從複合材料中回收碳纖維的技術開發,並將在千葉縣袖浦市的據點導入小型設備,計劃於2025年度開始運作並推動技術實證,且預定在2030年左右達到事業化之目標。

電解硫酸法係透過電解硫酸產生的氧化活性物質將樹脂成分予以分解,以連續纖維的狀態取出強度未有所降低的碳纖維。此項研究為旭化成與北九州工業大學、東京理科大學共同開發,並入選2021年「NEDO先導研究計畫/能源與環境新技術先導研究計畫」。今後旭化成計畫以壓力容器為對象,展開碳纖維循環系統的建構,並進一步展開回收路徑的確立、開創新用途等事業化評估。


資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/572598
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