Japanilainen Toray ilmoitti 19. toukokuuta kehittäneensä tehokkaan lämmönsiirtoteknologian, joka parantaa hiilikuitukomposiittien lämmönjohtavuutta samalle tasolle kuin metallimateriaaleilla. Teknologia siirtää tehokkaasti materiaalin sisällä syntyvää lämpöä ulospäin sisäisen reitin kautta, mikä auttaa hidastamaan akkujen ikääntymistä liikkuvan liikenteen alalla.
Keveydestään ja suuresta lujuudestaan tunnettua hiilikuitua käytetään nykyään ilmailu- ja avaruusteollisuuden, autoteollisuuden, rakennusosien, urheiluvälineiden ja elektronisten laitteiden valmistuksessa. Seosmateriaaleihin verrattuna lämmönjohtavuus on aina ollut heikkous, ja tiedemiehet ovat pyrkineet parantamaan sitä jo vuosia. Erityisesti uusien energiankulutusajoneuvojen nopean kehityksen myötä, jotka edistävät yhteenliittämistä, jakamista, automaatiota ja sähköistämistä, hiilikuitukomposiittimateriaalista on tullut välttämätön voima energiansäästössä ja siihen liittyvien komponenttien, erityisesti akkukomponenttien, painon vähentämisessä. Siksi on tullut yhä kiireellisempää pyrkimystä korjata sen puutteet ja parantaa tehokkaasti CFRP:n lämmönjohtavuutta.
Aiemmin tutkijat olivat yrittäneet johtaa lämpöä lisäämällä grafiittikerroksia. Grafiittikerros on kuitenkin helppo haljeta, rikkoa ja vahingoittaa, mikä heikentää hiilikuitukomposiittien suorituskykyä.
Ratkaistakseen tämän ongelman Toray loi kolmiulotteisen verkoston huokoisesta, kovasta ja lyhyeksi sidotusta hiilikuidusta, joka koostuu huokoisesta CFRP:stä. Tarkemmin sanottuna huokoista CFRP:tä käytetään tukemaan ja suojaamaan grafiittikerrosta lämmönjohtavuusrakenteen muodostamiseksi, ja sen pinnalle asetetaan sitten CFRP-prepreg, jolloin perinteisen CFRP:n lämmönjohtavuutta on vaikea saavuttaa, jopa korkeampaa kuin joillakin metallimateriaaleilla, vaikuttamatta mekaanisiin ominaisuuksiin.
Grafiittikerroksen paksuuden ja sijainnin eli lämmönjohtavuuden reitin osalta Toray on toteuttanut täyden suunnitteluvapauden osien hienon lämmönhallinnan saavuttamiseksi.
Tämän patentoidun teknologian ansiosta Toray säilyttää hiilikuituvahvisteisen muovin edut keveyden ja suuren lujuuden suhteen, samalla kun se siirtää tehokkaasti lämpöä akusta ja elektronisista piireistä. Teknologian odotetaan tulevan käyttöön esimerkiksi mobiililiikenteessä, mobiilielektroniikassa ja puetuissa laitteissa.
Julkaisun aika: 24.5.2021
