PFINZTAL, Njemačka - Kako plastika ojačana karbonskom vlaknima i dalje je glavna komponenta zrakoplova, dodaje potrebu za održivim konceptom reciklaže. Inženjeri na Institutu Fraunhofer za kemijsku tehnologiju (ICT) nedavno su razvili postupak za pretvaranje recikliranog ugljika u materijale s baterijama i gorivom.
ICT inženjer Elisa Seiler izjavio je: "Danas se zrakoplovi širokog tijela sastoje od više od 50% plastične plastike armirane karbonskom vlaknima (CFRP)". Količina recikliranog materijala CFRP je ogromna. Na primjer, Airbus 350 ima ukupnu masu veću od 65 tona. Osim toga, tijekom procesa proizvodnje nastaju i druge srodne količine otpada. ""
Seiler i njezini kolege sudjelovali su u projektu Graphit 2.0, koji je razvio proces oporabe materijala baterija i gorivih ćelija od recikliranog ugljičnog vlakna. Nedavno su izradili prototip bipolarne ploče.
Svrha projekta Graphit 2.0 je razviti proces koji omogućuje recikliranom ugljičnom vlaknu da se koristi kao sekundarni grafit za uređaje za pohranu visoke vrijednosti kao što su baterije redoksnog toka.
U prvom dijelu projekta inženjeri su razvili postupak dobivanja sekundarnih sirovina iz ugljičnih vlakana mehaničkom i toplinskom obradom. Ovaj sekundarni materijal koristi se kao zamjena za grafit. U drugom dijelu projekta, sekundarni grafit je testiran na bipolarnoj ploči za akumulaciju redoks-protoka.
Seiler je rekao: "Električni pogon sada je ozbiljna tema u zrakoplovnoj industriji". "Proizvođači mogu izravno izvršiti recikliranje spremljenih vrijednosti premještanjem materijala iz jedne aplikacije na drugu.
Seyle je istaknuo: "Ugljično vlakno je električno vodljivo i prikladno kao zamjena za prirodni grafit. Prirodni grafit također se sastoji od ugljika." "[Ova] sirovina ključnih izvora mora se uvoziti iz Kine po visokoj cijeni. Recikliranje CFRP također se može koristiti u proizvodnji aditiva. "
Proizvođači zrakoplova moraju se pridržavati zahtjeva EU koji su na snazi od 2015. godine - zahtijevaju da se 85% prosječne težine korištenih automobila mora reciklirati. U nekim zemljama, poput Njemačke, CFRP je zabranjen odlagalištima, a postrojenja za spaljivanje otpada mogu odbiti prihvatiti takve materijale.
Seiler i njegovi kolege razvili su način za oporavak ugljičnih vlakana iz plastične matrice. Oni koriste mikrovalno zračenje za spaljivanje plastične matrice oko vlakana. Izgaranje se mora provesti pod anaerobnim uvjetima, tako da vlakna ne gori na temperaturama do 900 ° C
Seiler je rekao: "Ovo se zove pirolizna razgradnja." "Prednost mikrovalnog zračenja je energetska učinkovitost, a cijela se pećnica više ne mora zagrijavati, samo se komponente moraju zagrijati.
"Naši polimerni inženjeri ugrađuju reciklirana vlakna u termoplastične materijale", objašnjava Seiler. Ovaj kompozit ima slična svojstva grafitu i prikladan je za proizvodnju bipolarnih ploča.
Seiler tvrdi: "Naši su prototipovi prošli sve testove za vodljivost, gustoću i otpornost na koroziju". "Pokazali smo da je općenito moguće koristiti reciklirane CFRP vlakna za proizvodnju bipolarnih ploča za baterije i gorivne ćelije. Ovo pokazuje da je recikliranje holistički pristup.
Seiler je rekao: "Sljedeći korak je opisivanje karakteristika bipolarnih ploča u mreži baterija i proučavanje procjene životnog ciklusa". "Zatim želimo prilagoditi tehnologiju tako da možemo napraviti bipolarne ploče s recikliranom CFRP serijom".
