Houtpulp nanovezels met kunststof, sterker dan staal

Dit meldt persbureau Reuters. Japanse onderzoekers en componentenleveranciers zeggen dat een materiaal dat is gemaakt van houtpulp vijf keer lichter is dan staal en bovendien vijf keer zo sterk kan zijn. Dit materiaal (cellulose-nanovezels) zou weleens een goed alternatief voor staal kunnen worden in de komende decennia, hoewel er natuurlijk concurrentie is van koolstofvezelversterkt composiet (carbon).  Bovendien is de houtvariant nog lang niet commercieel levensvatbaar.

Lightweighting

Het reduceren van de massa van auto’s wordt cruciaal  als de fabrikanten elektrische auto’s voor de volumemarkten gaan brengen. De batterijen zijn duur maar natuurlijk onmisbaar. Een lichtere auto betekent dat de batterij kleiner kan zijn, wat kosten bespaart. “Lightweighting is voor ons een permanent zegt project manager Masanori Matsushiro van Toyota in het artikel van Reuters. “Maar we moeten ook het probleem van d ehoge productiekosten oplossen voordat we een toename zullen zien van nieuwe lichtere materialen in volumemodellen.”

Onderzoekers van de Kyoto University en van toeleveranciers zoals Denso en DaikyoNishikawa werken met kunststoffen die zijn versterkt met cellulose nanovezels, die worden gemaakt door houtpulpvezels te verkleinen tot enkele honderden van een micrometer. Cellulose nanovezels zijn al gebruikt in een reeks van producten, vanaf inkt tot transparante displays. Maar de potentiële mogelijkheden van gebruik in auto’s zijn mogelijk geworden door het zogenoemde ‘Kyoto-proces’ waarin chemisch behandelde houtvezels door kunststof worden gekneed en tegelijkertijd worden gebroken tot nanovezels. Daarmee verlagen de kosten van de productie tot een vijfde deel van de kosten van andere processen. “Dit is de goedkoopste en best presterende toepassing voor cellulose-nanovezels en daarom focussen we op de toepassing ervan in auto- en vliegtuigonderdelen”, zegt professor Hiroaki Yano van de Kyoto University tegen Reuters.

Prototype

De universiteit is op het moment samen met onderdelentoeleveranciers bezig met de ontwikkeling van een prototype van een auto waarin cellulose-nanovezels zijn gebruikt. Het prototype zou in 2020 klaar moeten zijn. De kosten van het in massa produceren van één kilogram cellulose nanovezels is momenteel ongeveer negen dollar. Professor Yano wil die prijs voor 2030 halveren waarna het een economisch levensvatbaar product zal zijn omdat het wordt gecombineerd met kunststof – en daarom zal kunnen concurreren met HSS-staal en aluminiumlegeringen die rond de twee dollar per kilogram kosten. Experts uit de industrie verwachten dat de prijs van koolstofvezel zal dalen tot ongeveer tien dollar per kilo in 2025. (bron: Reuters)