Lehčí auta? Japonci plánují nahradit ocel celulózou

Auto

Profesor Hiroyuki Yano ukazuje ve své laboratoři v Tokiu dřevěné štěpky (vlevo) a vlákna, která jsou před přeměnou na celulózová nanovlákna

Tokyo | Výrobci automobilů na celém světě chtějí produkovat stále lehčí vozidla. Některé dodavatele autodílů v Japonsku to vede k tomu, že se uchylují k materiálu, který je tou nejméně pravděpodobnou náhradou oceli...

- k celulóze, tedy takzvané dřevní buničině. Uvedla to agentura Reuters.
Japonští výzkumníci a výrobci automobilových komponentů tvrdí, že materiál vyrobený z celulózy váží jen pětinu toho, co ocel, a přitom dokáže být pětkrát silnější. Celulóza je základním stavebním kamenem rostlinných buněk, který jim dodává pevnost.
Tvrdí, že tento materiál - nanovlákna z celulózy - by se v příštích desetiletích mohl 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.
Snižování hmotnosti vozidel bude do budoucna zásadní, jelikož výrobci chtějí do hry dostat více elektromobilů. Jejich nejdražší, avšak životně důležitou součástí jsou baterie. Snižování hmotnosti vozu znamená, že k pohonu bude zapotřebí méně baterií, což uspoří náklady.
Odlehčování aut je klíčové
„Odlehčování je neustálým problémem, s nímž se musíme vypořádat,“ řekl Masanori Matsushiro, projektový manažer, který dohlíží na konstrukci karosérií ve společnosti Toyota Motor Corp. „Dříve než budeme svědky širšího využití nových, lehčích materiálů v masové výrobě aut, musíme ještě vyřešit 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 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.
„Už nyní používáme plasty jako náhradu za ocel a doufáme, že celulózová nanovlákna rozšíří možnosti směřující k tomuto cíli,“ řekl Yukihiko Ishino, mluvčí společnosti Daikyo Nishikawa, mezi jejíž zákazníky patří Toyota a Mazda.
„Smrková husa“
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.
Náklady na masovou výrobu kilogramu celulózového nanovlákna činí v současné době 1000 jenů (zhruba 200 Kč).
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.
Anthony Vicari, analytik pro aplikované materiály ve společnosti Lux Research v Bostonu, řekl, že „by to byla velká věc“, kdyby se Yanovy předpoklady naplnily. Zatím je to však jen „velmi velké ‚kdyby‘ “, dodal.