Il 19 maggio, la giapponese Toray ha annunciato lo sviluppo di una tecnologia di trasferimento termico ad alte prestazioni, che migliora la conduttività termica dei compositi in fibra di carbonio allo stesso livello dei materiali metallici. La tecnologia trasferisce efficacemente il calore generato all'interno del materiale verso l'esterno attraverso un percorso interno, contribuendo a rallentare l'invecchiamento delle batterie nel settore dei trasporti mobili.
Nota per la sua leggerezza e l'elevata resistenza, la fibra di carbonio viene oggi utilizzata per realizzare componenti aerospaziali, automobilistici, edili, attrezzature sportive e apparecchiature elettroniche. Rispetto ai materiali in lega, la conduttività termica è sempre stata un difetto, ma gli scienziati stanno cercando di migliorarla da molti anni. Soprattutto nel fiorente sviluppo di veicoli a nuova energia che promuovono l'interconnessione, la condivisione, l'automazione e l'elettrificazione, il materiale composito in fibra di carbonio è diventato una risorsa indispensabile per il risparmio energetico e la riduzione del peso dei componenti correlati, in particolare dei componenti del pacco batteria. Pertanto, è diventato sempre più urgente colmare i suoi difetti e migliorare efficacemente la conduttività termica del CFRP.
In precedenza, gli scienziati avevano tentato di condurre il calore aggiungendo strati di grafite. Tuttavia, lo strato di grafite è facile da rompere, frantumare e danneggiare, il che riduce le prestazioni dei compositi in fibra di carbonio.
Per risolvere questo problema, Toray ha creato una rete tridimensionale di CFRP poroso ad elevata durezza e fibra di carbonio accorciata. Nello specifico, il CFRP poroso viene utilizzato per supportare e proteggere lo strato di grafite, formando una struttura conduttiva termica; sulla sua superficie viene poi depositato un preimpregnato di CFRP, rendendo difficile ottenere la conduttività termica del CFRP convenzionale, persino superiore a quella di alcuni materiali metallici, senza comprometterne le proprietà meccaniche.
Per quanto riguarda lo spessore e la posizione dello strato di grafite, ovvero il percorso di conduzione del calore, Toray ha realizzato la massima libertà di progettazione, per ottenere una gestione termica ottimale dei componenti.
Con questa tecnologia proprietaria, Toray mantiene i vantaggi del CFRP in termini di leggerezza e resistenza, trasferendo al contempo efficacemente il calore dal pacco batteria e dai circuiti elettronici. Si prevede che la tecnologia troverà impiego in settori quali i trasporti mobili, l'elettronica mobile e i dispositivi indossabili.
Data di pubblicazione: 24 maggio 2021
