PFINZTAL, Németország - Mivel a szénszállal megerősített műanyag továbbra is a repülőgép egyik fő összetevője, a fenntartható újrahasznosítási koncepció szükségességét növeli. A Fraunhofer Institute of Chemical Technology (IKT) mérnökei a közelmúltban kidolgozták az újrahasznosított szénszálak akku- és üzemanyagcellás anyagokké történő átalakítására irányuló folyamatot.
Elisa Seiler ICT mérnök szerint: "Ma a széles testű repülőgépek több mint 50% szénszálas műanyagból (CFRP) állnak." A CFRP újrahasznosított anyagok mennyisége óriási. Például az Airbus 350 össztömege meghaladja a 65 tonnát. Ezen túlmenően a termelési folyamat során más kapcsolódó hulladékmennyiségek keletkeznek. ""
Seiler és kollégái részt vettek a Graphit 2.0 projektben, amely kifejlesztett egy folyamatot az akkumulátor és az üzemanyagcellás anyagok újrahasznosított szénszálból történő kinyerésére. Nemrég készítettek egy bipoláris lemez prototípust.
A Graphit 2.0 projekt célja, hogy olyan folyamatot dolgozzon ki, amely lehetővé teszi az újrahasznosított szénszálak másodlagos grafitként való felhasználását nagy értékű energiatároló eszközökhöz, például redox áramlású elemekhez.
A projekt első részében a mérnökök mechanizmussal és termikus feldolgozással dolgozták ki a másodlagos nyersanyagok szénszálakból történő előállítását. Ezt a másodlagos anyagot a grafit helyettesítőjeként használják. A projekt második részében a másodlagos grafitot egy bipoláris lemezen teszteltük egy redox áramlásos akkumulátor számára.
Seiler elmondta: "Az elektromos hajtás most komoly témát jelent a légiközlekedési iparágban." "A gyártók közvetlenül elvégezhetik a megtakarított értékek újrahasznosítását azáltal, hogy anyagokat mozgatnak egyik alkalmazásból a másikba.
Seyle rámutatott: "A szénszál elektromosan vezető és helyénvaló a természetes grafit helyettesítése, a természetes grafit pedig szénből is." "[Ez] az erőforrás-kritikus nyersanyagokat jelenleg Kínából magas költségek mellett kell behozni. A CFRP újrahasznosítása alkalmazható adalékanyaggyártási alkalmazásokban is. "
A légijármű-gyártóknak meg kell felelniük az 2015-ben hatályban lévő EU-követelményeknek - előírják, hogy a használt személygépkocsik átlagos tömegének 85% -át újra kell hasznosítani. Néhány országban, például Németországban, a CFRP-t tilos hulladéklerakókból, és a hulladékégető művek megtagadhatják az ilyen anyagok elfogadását.
Seiler és munkatársai kifejlesztették a szénszálak visszanyerését egy műanyag mátrixból. Mikrohullámú sugárzást használnak a műanyag mátrix égetésére a szálak körül. Az égést anaerob körülmények között kell végrehajtani, hogy a rostok ne égjenek 900 ° C-ig
Seiler azt mondta: "Ez a pirolízis bomlása." "A mikrohullámú sugárzás előnye az energiahatékonyság, az egész sütőt már nem kell fűteni, csak a komponenseket kell fűteni.
"A polimer mérnökeink az újrahasznosított rostokat hőre lágyuló műanyagba építik be" - magyarázza Seiler. Ez a kompozit hasonló tulajdonságokkal rendelkezik a grafithoz, és alkalmas bipoláris lemezek előállítására.
Seiler azt állítja: "A prototípusaink átmentek minden vezetőképességre, sűrűségre és korrózióállóságra." "Bizonyítottuk, hogy általában újrahasznosított CFRP szálak használata bipoláris tányérok készítésére használható az elemek és üzemanyagcellák számára. Ez azt mutatja, hogy az újrahasznosítás holisztikus megközelítés.
Seiler elmondta: "A következő lépés a bipoláris lemezek jellemzőinek leírása az akkumulátor-cellás hálózatban és az életciklus értékelésének tanulmányozása." "Akkor azt szeretnénk beállítani a technológiát, hogy bipoláris lemezeket készítsünk az újrahasznosított CFRP sorozattal."
