Lehčí auta? Japonci plánují nahradit ocel celulózou
Celulózou, tedy takzvanou dřevní buničinou, která je základním stavebním kamenem rostlinných buněk, dodávajícím jim pevnost, chtějí podle zprávy agentury Reuters někteří dodavatelé autodílů v Japonsku nahradit ocel.
Japonští výzkumníci a výrobci automobilových komponentů uvádí, že materiál vyrobený z celulózy váží jen pětinu toho, co ocel, a přitom dokáže být pětkrát silnější. Tento materiál, jímž jsou nanovlákna z celulózy, by se podle nich mohl v příštích desetiletích stát skutečnou alternativou k oceli, ačkoli čelí konkurenci materiálů na bázi karbonových vláken. Čeká ho ovšem ještě dlouhá cesta, než bude moci být komerčně využitelný.
„Odlehčování je neustálým problémem, s nímž se musíme vypořádat,“ řekl Masanori Matsushiro, projektový manažer, který dohlíží na konstrukci karosérií ve společnosti Toyota Motor Corp. a dodal, že dříve než budeme svědky širšího využití nových, lehčích materiálů v masové výrobě aut, musí být vyřešeny vysoké výrobní náklady.
Výzkumníci z Kjótské univerzity a významní dodavatelé dílů jako např. společnost Denso Corp, největší dodavatel společnosti Toyota, a společnost DaikyoNishikawa Corp, pracují v současnosti s plasty obsahujícími nanovlákna celulózy. Ta vznikají rozbitím vláken celulózy na setiny mikronu (tisícina milimetru).
Nanovlákna celulózy jsou používána v celé řadě výrobků od inkoustu po průhledné displeje, ale jejich potenciální využití v automobilech umožnila až „Kjótská technologie“, pomocí níž jsou chemicky ošetřená dřevní vlákna zapracovávána do plastů a současně rozbíjena do nanovláken, což oproti jiným technologiím sráží náklady výroby zhruba na pětinu.
„Toto je technologie s nejnižšími náklady a nejvyšším výkonem, a proto se zaměřujeme na její využití u součástek pro automobilový a letecký průmysl,“ uvedl v rozhovoru pro agenturu Reuters Hiroaki Yano, profesor z Kjótské univerzity, který je vedoucím výzkumu.
Univerzita ve spolupráci s dodavateli automobilových dílů v současné době vyvíjí prototyp vozu s využitím dílů na bázi celulózových nanovláken, který bude dokončen v roce 2020.
Hiroaki Yano uvedl, že se při svém výzkumu inspiroval fotografií „Smrkové husy“, nákladního letadla vyrobeného téměř výhradně ze dřeva americkým miliardářem a podnikatelem Howardem Hughesem v roce 1947. Ve své době to bylo největší letadlo na světě.
„Napadlo mne, že dokázal-li Howard Hughes najít způsob využití dřeva k výrobě obrovského letadla, proč nepoužít dřevo k výrobě materiálu, který bude stejně pevný jako ocel,“ řekl Yano.
Náklady na masovou výrobu kilogramu celulózového nanovlákna činí v současné době 1000 jenů (zhruba 200 Kč). Hiroaki Yano chce do roku 2030 snížit tyto náklady na polovinu, což z něj učiní ekonomicky životaschopný výrobek, jelikož bude kombinován s plastem. Bude tak moci konkurovat vysokopevnostní oceli a hliníkovým slitinám, které v současné době stojí v přepočtu asi 50 Kč za kilogram.
Průmysloví experti předpokládají, že ceny uhlíkových vláken klesnou do roku 2025 v přepočtu zhruba na 250 Kč za kilogram.
Analytici tvrdí, že vysokopevnostní ocel a hliník budou ještě mnoho let oblíbenější alternativou vzhledem k tomu, že výrobci součástí by museli kompletně předělat výrobní linky. Bylo by také nutné najít způsoby, jak propojovat nové materiály s dalšími automobilovými díly.
