PFINZTAL, Nemčija - Ker plastika, ojačana z ogljikovimi vlakni, še naprej predstavlja glavno sestavino zrakoplova, dodaja, da je potreben trajnosten koncept recikliranja. Inženirji na Fraunhoferjevem inštitutu za kemijsko tehnologijo (IKT) so nedavno razvili postopek za pretvorbo recikliranih ogljikovih vlaken v akumulatorje in materiale gorivnih celic.
Inženir IKT, Elisa Seiler, je dejala: "Danes je zrakoplov s široko paleto sestavljen iz več kot 50% plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni (CFRP)." Količina CFRP recikliranih materialov je ogromna. Na primer, Airbus 350 ima skupno težo več kot 65 ton. Poleg tega nastanejo tudi druge s tem povezane količine odpadkov med proizvodnim procesom. ""
Seiler in njeni sodelavci so sodelovali pri projektu Graphit 2.0, ki je razvil postopek za predelavo baterij in materialov gorivnih celic iz recikliranih ogljikovih vlaken. Nedavno so izdelali prototip bipolarne plošče.
Namen projekta Graphit 2.0 je razviti proces, ki omogoča uporabo recikliranih ogljikovih vlaken kot sekundarnega grafita za naprave za shranjevanje energije visoke vrednosti, kot so redoksni akumulatorji.
V prvem delu projekta so inženirji razvili postopek pridobivanja sekundarnih surovin iz ogljikovih vlaken z mehansko in toplotno obdelavo. Ta sekundarni material se uporablja kot nadomestek za grafit. V drugem delu projekta je bil sekundarni grafit testiran v bipolarni plošči za redoks pretočno baterijo.
Seiler je dejal: "Električni pogon je zdaj resna tema v letalski industriji." "Proizvajalci lahko neposredno izvedejo recikliranje shranjenih vrednosti s premikanjem materialov iz ene aplikacije v drugo.
Seyle je poudaril: "Karbonska vlakna so električno prevodna in primerna kot nadomestek za naravni grafit. Naravni grafit je prav tako sestavljen iz ogljika." "[To] surovine, ki so kritične z viri, je treba trenutno uvažati s Kitajske po visokih cenah. Recikliranje CFRP se lahko uporablja tudi v proizvodnih aplikacijah. "
Proizvajalci zrakoplovov morajo izpolnjevati zahteve EU, ki veljajo od leta 2015 - zahtevajo, da se reciklira 85% povprečne mase rabljenih avtomobilov. V nekaterih državah, kot je Nemčija, je CFRP prepovedano odlagati na odlagališčih in sežigalnice odpadkov lahko zavrnejo sprejem takšnih materialov.
Seiler in njeni sodelavci so razvili način za pridobivanje ogljikovih vlaken iz plastične matrice. Uporabljajo mikrovalovno sevanje, da zažgajo plastično matrico okoli vlaken. Izgorevanje je treba izvajati v anaerobnih pogojih, tako da vlakna ne gorijo pri temperaturah do 900 ° C
Seiler je dejal: "To se imenuje razpad pirolize." "Prednost mikrovalovnega sevanja je energetska učinkovitost. Celotna pečica ne potrebuje več ogrevanja, samo ogrevanje komponent je potrebno ogrevati.
"Naši polimerni inženirji vgrajujejo reciklirana vlakna v termoplastične materiale," pojasnjuje Seiler. Ta kompozit ima podobne lastnosti grafita in je primeren za izdelavo bipolarnih plošč.
Seiler trdi: "Naši prototipi so opravili vse teste prevodnosti, gostote in korozijske odpornosti." "Dokazali smo, da je na splošno mogoče uporabiti reciklirana vlakna CFRP za proizvodnjo bipolarnih plošč za baterije in gorivne celice. To kaže, da je recikliranje celovit pristop.
Seiler je dejal: "Naslednji korak je opisati značilnosti bipolarnih plošč v omrežju baterijskih celic in preučiti oceno življenjskega cikla." "Potem želimo prilagoditi tehnologijo, tako da lahko izdelamo bipolarne plošče z reciklirano serijo CFRP."
