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압축용기에 탄소섬유 사용의 증가
Eldib 엔지니어링 및 리서치 회사(Eldib Engineering & Research Inc., Berkeley Heights, N.J., USA)는 수소 연료전지 상업화를 위한 압축 용기 개발의 주요 요소가 탄소섬유이며 탄소섬유의 사용이 계속해서 증가할 것이라는 보고서를 발표하였다. 가솔린의 대체용으로 연료전지를 사용하여 얻게 되는 혜택은 연료전지가 공기오염을 발생하지 않는다는 점이다. 회사는 새로운 시장 연구 스터디 보고서에서 고압 수소 저장을 위해 탄소섬유가 보강된 용기의 수요가 증가할 것이라고 보고하였다. 시장 연구는 Eldib 엔지니어링 및 리서치 회사의 회장인 I. Andrew Eldib 박사가 이끄는 연구팀이 수행하였다.
자동차를 작동하기 위해 사용되는 연료전지는 수소 연료를 필요로 한다. 수소 연료는 탄소섬유 보강 용기에 저장된다. 스터디에 의하면 가스 상의 수소를 효과적으로 저장하기 위해서는 고압이 필요하며 압력이 높을수록 탱크 내에 저장할 수 있는 수소의 양은 증가한다. 저장 압력이 증가할수록 탄소섬유에 기반을 둔 복합재료는 안전하고 신뢰성 있는 저장용기를 제조할 수 있는 유일한 수단이 된다. 이들 탄소섬유는 가볍고 강하기 때문에 수소를 포함하는 용기를 보강하는데 유용하다.
Eldib 연구에 의하면 탄소섬유 수요의 증가는 2011년에서 2020년까지 급격하게 증가할 것으로 예측되며 2020년경 탄소섬유의 수요는 년간 7000 미터 톤에 도달하거나 초과할 것으로 여겨진다. 일차적인 수요자는 자동차(70%)이고 다음이 버스(18%) 및 중단기용 연료 저장(10%)가 될 것이다. 자동차에 사용되는 재료로는 2020년에 수요의 약 2%가 될 것이다.
수소 저장에 사용되는 용기는 현재 타입 I ? 타입 IV로 분류된다. 일반적으로 타입 III와 타입 IV 용기만이 탄소섬유를 사용하고 있다. 연구에 의하면 타입 III와 타입 IV의 장점은 금속에 비해 가벼울 뿐만 아니라 보다 높은 압력에서 견딜 수 있는 점이다. 탄소섬유 저장 용기는 탄소섬유를 알루미늄(타입 III) 혹은 고분자(타입 IV) 코어 실린더 주위를 점차적으로 감는 방법에 의해 제조된다. 각 실린더에 사용되는 섬유의 양은 부분적으로 실린더에 필요한 최고 작동 압력에 의해 정해진다.
Eldib 스터디는 7개의 주요 탄소섬유가 감겨진 고압 수소 용기 생산자를 소개하고 있다. 7개의 회사들은 Dynetek Industries of Calgary, Alberta (캐나다); Faber Industries(이태리); Lincoln Composites of Lincoln, Neb(미국); Luxfer Gas Cylinders of Riverside(미국); Quantum Technologies of Irvine(미국); Sleegers Machining & Fabricating Inc. of London, Ontario (캐나다); and Worthington Industries of Columbus(미국)이다.
출처 : http://www.compositesworld.com/news/study-reports-on-growth-of-carbon-fiber...
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