Wir entwickeln verschiedene Funktionsmaterialien (thermische und elektrische Leiter). Ein Beispiel hierfür ist die Reduzierung von CO₂-Emissionen und die Einsparung von Energie. Diese Maßnahmen sind unerlässlich im Kampf gegen die globale Erwärmung. Der CO₂-Ausstoß von Fahrzeugen wie Autos macht etwa 20 % der weltweiten CO₂-Emissionen aus. In der Automobilindustrie sind einteilige Stahlkarosserien weit verbreitet. Es werden Anstrengungen unternommen, den gezielten Einsatz von Materialien und die Verwendung von Multimaterialien zu fördern, um durch die Nutzung der Eigenschaften verschiedener Strukturmaterialien das Gewicht von Automobilen zu reduzieren. Durch die Verwendung von CFK (kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff), das die Eigenschaften von höherer Festigkeit als Stahl bei gleichzeitig geringem Gewicht vereint, als Karosseriematerial, wird eine Gewichtsreduzierung von ca. 55–80 % erwartet. Dadurch kann der CO₂-Ausstoß durch eine verbesserte Kraftstoffeffizienz gesenkt werden. In unserem Labor arbeiten wir an der Verbesserung der Haftung zwischen Stahl mit aufgerauter Oberfläche mittels Verbundplattierungstechnologie und Harz.

Darüber hinaus entwickeln wir verschiedene Funktionsmaterialien (thermische und elektrische Leiter) mittels Kompositbeschichtungsverfahren. Beispielsweise sind cyanidfreie Silberplattierungsbäder derzeit für etwa 20 % der CO₂-Emissionen verantwortlich. In der Automobilindustrie sind einteilige Stahlkarosserien nach wie vor weit verbreitet. Es zeichnet sich jedoch ein zunehmender Trend ab, Materialien gezielt zu platzieren, die Eigenschaften verschiedener Strukturmaterialien zu nutzen, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und den Einsatz mehrerer Materialien zu fördern. Durch die Verwendung von CFK (kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff), das sowohl eine höhere Festigkeit als auch ein geringeres Gewicht als Stahl aufweist, als Karosseriematerial, wird erwartet, dass Fahrzeuge um etwa 55–80 % leichter gebaut werden können. Dies könnte potenziell die CO₂-Emissionen durch eine verbesserte Kraftstoffeffizienz senken.

(Referenzen)

・S. Arai et al., Advanced Engineering Materials, 22 (2020) 2000739.

・S. Arai et al., Metals, 11 (2020) 591.

・S. Arai et al., Materials Letters, 261 (2020) 126993.

・S. Arai et al., Journal of The Electrochemical Society, 164 (2) (2017) D72−D74.

・S. Arai et al., Journal of The Electrochemical Society, 163(14) (2016) D774−D779.

・S. Arai et al., Journal of The Electrochemical Society, 163 (2) (2016) D54−D56.

・S. Arai et al., Journal of The Electrochemical Society, 162 (1) (2015) D68−D73.

・S. Arai et al., Surface and Coatings Technology, 254 (2015) 224−229.

・Z. Zhang et al., Journal of Alloys and Compounds, 816 (2020) 152585.