اختصاصی بسپار/ بررسی و پیش‌بینی بازار پلیمرهای مصرفی در خودروهای الکتریکی(EVs)
بسپار/ایران پلیمر اهمیت انتخاب مواد در فرآیند توسعه محصول از دهه‌های گذشته به خوبی شناخته شده است. ایجاد یک روش اصولی و قاعده‌مند برای انتخاب بهترین ماده کار آسانی نیست زیرا بهترین ماده توسط تعدادی از عوامل تعیین می‌شود که بر روند انتخاب، تأثیر می‌گذارد. برای انتخاب مواد دو دلیل اصلی وجود دارد : اول، طراحی یک محصول موجود برای عملکرد بهتر، هزینه کمتر، افزایش قابلیت اطمینان و کاهش وزن و دوم، انتخاب یک ماده برای یک محصول جدید. صنعت خودرو همواره تحت فشارهای فزاینده‌ای قرار دارد تا با هزینه‌های رقابتی، بازدهی سوخت، نیازهای زیست محیطی، عملکرد بالاتر را برآورده کند. همچنین مقررات جدید (کاهش انتشار کربن و کاهش مصرف سوخت با کاهش وزن وسایل نقلیه و افزایش الزامات ایمنی)، تغییر در ترجیحات مصرف‌کننده و نوآوری‌های اخیر فناوری، صنعت خودرو را تشویق می‌کند تا به افزایش استفاده از پلیمرها برای مقابله با چالش‌ها ادامه دهد. البته برای دهه‌هاست که پلیمرها طیف گسترده‌ای از قطعات خودرو را شامل می‌شوند زیرا پلیمرها به زیبایی بصری، دوام، عملکرد و ایمنی مناسب ، فرآیندپذیری و شکل‌دهی آسان، تنوع در طراحی قطعات، مقاومت در برابر سایش کمک کرده و در عین حال وزن خودرو را کاهش داده و ارزشی برتر را به مشتریان ارائه می‌کنند. همین امر سبب گردیده تا صنعت خودرو به سومین مصرف‌کننده بزرگ پلیمرها تبدیل شود.
وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) به دلیل اثرات زیست محیطی و اقتصادی مانند کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش هزینه انرژی، پیش‌بینی شده است که یک انقلاب و بخشی بزرگ از بازار خودرو در آینده را به خود اختصاص دهند. بیشتر فناوری‌های EV مبتنی بر راندمان بالا و نسبت استحکام به وزن خوب هستند و استفاده از مواد سبک وزن در این موارد ضروری هستند. طبق تحقیقات انجام شده، کاهش 10 درصدی وزن خودرو منجر به افزایش 5 درصدی راندمان سوخت می‌شود.
طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی (IEA)، فروش خودروهای الکتریکی در سال 2021 حدود 6.6 میلیون خودرو الکتریکی بوده است در حالی که این رقم در سال 2020 به 3 میلیون خودرو الکتریکی را شامل می‌شد. امروزه تخمین زده می‌شود که حدود 16 میلیون خودروی الکتریکی در جاده‌ها در سراسر جهان وجود داشته باشد.
از پلیمرها در وسایل نقلیه الکتریکی برای کاهش وزن کلی و در عین حال حفظ کارایی، عملکرد، زیبایی و همچنین استحکام استفاده می‌شود. پلیمر تنها ماده شناخته شده با خواص مشابه فلزات مانند سفتی، چقرمگی، مقاومت در برابر حرارت و شعله/دما، عایق الکتریکی و مقاومت در برابر سایش است که آن‌ها جایگزینی ایده آل برای فلزات در وسایل نقلیه الکتریکی می‌کند. همچنین استفاده از پلیمرها در داخل وسایل نقلیه الکتریکی به کاهش نویز و لرزش کلی کمک می‌کند. با پیشرفت تکنولوژی، طیف کاربردهای پلیمرها در وسایل نقلیه الکتریکی گسترش یافته است. به عنوان مثال یک بسته باتری لیتیوم یونی ساخته شده از یک پلیمر مهندسی می‌تواند قدرت باتری را افزایش دهد، ثبات دما را تضمین کند و محدوده کارکرد EV را با یک بار شارژ افزایش دهد. این بسته‌های باتری به محافظت از باتری‌های خودرو در برابر هرگونه اثرات منفی کمک می‌کنند. یا دیگر محصولاتی همچون محافظ‌های حسگر پلیمری، عایق‌ها و … .
فروش فزاینده وسایل نقلیه الکتریکی در سراسر جهان شرکت‌ها را بر آن داشته است که سرمایه گذاری بیشتری بر روی پلیمرهای مصرفی در EV انجام دهند. اندازه بازار جهانی پلیمرهای مصرفی در وسایل نقلیه الکتریکی در سال 2021 به 8.2 میلیارد دلار بود و انتظار می‌رود تا سال 2030 به حدود 519.1 میلیارد دلار برسد و از سال 2022 تا 2030 با رشدی 58.55 درصدی پیش رود.
البته یکی از عوامل بازدارنده رشد درآمد بازار قوانین بازیافت پلیمرها است. برخی از پلیمرها به دلیل تشکیل پیوندهای شیمیایی برگشت ناپذیر هنگام شکل‌دهی بازیافت نمی‌شوند. بر اساس یک مطالعه، هر ساله میلیون‌ها وسیله نقلیه در پایان عمر خود (ELV) در اروپا به درستی مدیریت نمی‌شوند و مشکلات زیست محیطی ایجاد می‌کنند. طیف گسترده‌ای از پلیمرهای مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی چالشی را برای بازیافت‌کنندگان ایجاد می‌کنند. دولت‌های کشورهای مختلف مقررات و قوانینی را برای بازیافت پلیمرها وضع کردند که البته امکانات بازیافت پیشرفته پلیمرها میلیون‌ها دلار هزینه دارد که گاها قوانین بازیافت، محدوده استفاده پلیمرها در وسایل نقلیه الکتریکی کاهش می‌دهد.
بر اساس نوع مواد مصرفی، بازار جهانی پلیمرهای مصرفی در EV به دو دسته پلاستیک‌های مهندسی و الاستومر(لاستیک) تقسیم می‌شود. انتظار می‌رود بخش الاستومرها(لاستیک‌ها) به دلیل استفاده گسترده از الاستومرها(لاستیک‌ها) در اجزای مختلف خودرو مانند سیستم‌های ترمز، تایر‌ها، شاسی و قطعات داخلی خودرو، نرخ رشد قابل توجهی سریع درآمد را در طول دوره پیش‌بینی به ثبت برساند. استفاده از الاستومرها(لاستیک‌ها) در بخش‌های ذکر شده وسایل نقلیه مقاومت بهتری در برابر نیرو و ضربه در دماهای بالا و پایین ایجاد می‌کند. افزایش تقاضا برای الاستومرها(لاستیک‌ها) در قطعات مختلف خودروهای الکتریکی، شرکت‌ها را تشویق می‌کند تا محصولات جدیدی تولید کنند، به عنوان مثال، در جولای 2020، Freudenberg Sealing Technologies یک الاستومر(لاستیک) رسانای حرارتی را برای خودروهای الکتریکی معرفی کرد. در بخش الاستومر(لاستیک) مصرفی بیشتر لاستیک طبیعی، لاستیک بوتادین، لاستیک استایرن بوتادین، لاستیک سیلیکون، لاستیک‌های فلوئور، اولفین‌های گرمانرم، پلی‌یورتان‌های گرمانرم و … استفاده می‌شود. لاستیک سیلیکون دمای عملیاتی را کاهش می‌دهد و عمر و عملکرد باتری ها و سایر اجزای سیستم PCB را در خودروهای الکتریکی بهبود می‌بخشد.
پیش‌بینی می‌شود که درآمد بخش پلاستیک‌های مهندسی بیشترین سهم درآمد را در بازار جهانی پلیمرها در طول دوره (2021-2030) به خود اختصاص دهد که دلیل آن افزایش استفاده از پلاستیک‌های مهندسی توسط سازندگان تجهیزات اصلی (OEM) برای ارائه خودروهای الکتریکی پیشرفته به مشتریان است. در بخش پلاستیک‌های مهندسی اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)، پلی آمید، پلی کربنات، پلی فنیلن سولفید (PPS)، پلی یورتان، پلی اتیلن، پلی استال، پلی فنیلن اتر، پلیمرهای فلوئور و .. استفاده می‌شوند. پلاستیک‌های مهندسی بیشتر برای تولید قطعات داخلی خودرو استفاده می‌شوند و این نوع پلاستیک‌ها به عنوان افزایش ایمنی و به حداقل رساندن میزان آسیب در هنگام تصادف شناخته شده‌اند. افزایش تقاضا برای مواد سبک وزن برای فضای داخلی و زیبایی بصری، مزایای قالب‌گیری قطعات با هندسه پیچیده، پایداری شیمیایی، پایداری ابعادی، هزینه نسبتاً کم در خودروهای الکتریکی باعث افزایش تقاضا و حمایت از استفاده این محصولات شده است. پلاستیک‌های مهندسی همچنین برای ساخت اجزای سیستم انتقال قدرت یک وسیله نقلیه الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند که باعث کاهش لرزش و صدا در هنگام حرکت خودرو می شوند.
برخی از پلیمرهای مصرفی در وسایل نقلیه الکتریکی بر اساس عملکرد
(ادامه دارد …)
متن کامل این گفت و گو را در شماره 249 ماهنامه بسپار که در نیمه تیرماه 1402 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
