PFINZTAL, Niemcy - Ponieważ tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem węglowym nadal jest głównym elementem samolotu, zwiększa potrzebę zrównoważonej koncepcji recyklingu. Inżynierowie z Instytutu Technologii Chemicznej im. Fraunhofera (ICT) opracowali ostatnio proces przekształcania przetworzonego włókna węglowego w materiały ogniw paliwowych i ogniw paliwowych.
Inżynier ICT, Elisa Seiler, powiedziała: "Dziś samoloty o szerokim kadłubie składają się z ponad 50% plastiku wzmocnionego włóknami węglowymi (CFRP)." Ilość materiałów z recyklingu CFRP jest ogromna. Na przykład Airbus 350 ma łączną masę ponad 65 ton. Oprócz tego inne związane ilości odpadów są generowane podczas procesu produkcji. ""
Seiler i jej koledzy wzięli udział w projekcie Graphit 2.0, który opracował proces odzyskiwania materiałów ogniw paliwowych i ogniw paliwowych z przetworzonego włókna węglowego. Niedawno wyprodukowali prototyp dwubiegunowej płytki.
Celem projektu Graphit 2.0 jest opracowanie procesu, który umożliwi wykorzystanie recyklowanego włókna węglowego jako drugorzędnego grafitu dla wysoko wartościowych urządzeń magazynujących energię, takich jak baterie z przepływem redox.
W pierwszej części projektu inżynierowie opracowali proces uzyskiwania surowców wtórnych z włókien węglowych w drodze obróbki mechanicznej i termicznej. Ten materiał wtórny jest stosowany jako substytut grafitu. W drugiej części projektu grafit drugorzędny został przetestowany na płytce bipolarnej dla baterii przepływowej typu redox.
Seiler powiedział: "Napęd elektryczny jest teraz poważnym tematem w branży lotniczej." "Producenci mogą bezpośrednio przetwarzać zapisane wartości, przenosząc materiały z jednej aplikacji do drugiej.
Seyle wskazał: "Włókno węglowe jest elektrycznie przewodzące i nadaje się jako substytut naturalnego grafitu, a naturalny grafit również składa się z węgla". "[To] surowce o kluczowym znaczeniu muszą być obecnie importowane z Chin po wysokich kosztach. Recykling CFRP może być również stosowany w aplikacjach do produkcji dodatków. "
Producenci samolotów muszą spełniać wymagania UE obowiązujące od 2015 r. - wymagają one, aby 85% średniej masy używanych samochodów było poddawane recyklingowi. W niektórych krajach, takich jak Niemcy, CFRP jest zabronione na składowiskach, a spalarnie odpadów mogą odmówić przyjęcia takich materiałów.
Seiler i jej współpracownicy opracowali sposób na odzyskanie włókna węglowego z matrycy z tworzywa sztucznego. Używają promieniowania mikrofalowego do wypalania plastikowej matrycy wokół włókien. Spalanie musi odbywać się w warunkach beztlenowych, aby włókna nie paliły się w temperaturze do 900 ° C
Seiler powiedział: "To się nazywa rozkładem pirolizy." "Zaletą promieniowania mikrofalowego jest efektywność energetyczna: cały piec nie musi być ogrzewany, tylko same elementy muszą być ogrzewane.
"Nasi inżynierowie zajmujący się polimerami osadzają włókna z recyklingu w materiałach termoplastycznych" - wyjaśnia Seiler. Ten kompozyt ma podobne właściwości do grafitu i nadaje się do produkcji płyt bipolarnych.
Seiler twierdzi: "Nasze prototypy przeszły wszystkie testy na przewodność, gęstość i odporność na korozję." "Udowodniliśmy, że na ogół można stosować włókna z recyklingu CFRP do produkcji płyt bipolarnych do akumulatorów i ogniw paliwowych. To pokazuje, że recykling jest holistycznym podejściem.
Seiler powiedział: "Następnym krokiem jest opisanie charakterystyki dwubiegunowych płytek w sieci ogniw baterii i badanie oceny cyklu życia." "Następnie chcemy dostosować technologię, abyśmy mogli wytwarzać płyty bipolarne z recyklingowej serii CFRP."
