PFINZTAL, Nemecko - Vzhľadom na to, že plasty vystužené uhlíkovými vláknami sú aj naďalej hlavnou súčasťou lietadla, prispievajú k potrebe udržateľnej koncepcie recyklácie. Inžinieri v Fraunhofer Institute for Chemical Technology (IKT) nedávno vyvinuli proces premeny recyklovaných uhlíkových vlákien na materiály batérií a palivových článkov.
Inštitút IKT Elisa Seiler povedal: "V súčasnosti sa lietadlá s veľkým telom skladajú z viac ako 50% plastov vystužených uhlíkovými vláknami (CFRP)." Množstvo recyklovaných materiálov CFRP je obrovské. Napríklad Airbus 350 má celkovú hmotnosť viac ako 65 ton. Okrem toho sa počas výrobného procesu generujú ďalšie súvisiace množstvá odpadu. ""
Seiler a jej kolegovia sa zúčastnili projektu Graphit 2.0, ktorý vyvinul proces obnovy batériových a palivových článkov z recyklovaných uhlíkových vlákien. Nedávno vytvorili prototyp bipolárnej dosky.
Cieľom projektu Graphit 2.0 je vyvinúť proces, ktorý umožní recyklovanému uhlíkovému vláknu použiť ako sekundárny grafit pre vysoko hodnotné zariadenia na uchovávanie energie, ako sú napríklad redoxové batérie.
V prvej časti projektu inžinieri vytvorili proces získavania druhotných surovín z uhlíkových vlákien mechanickým a tepelným spracovaním. Tento sekundárny materiál sa používa ako náhrada za grafit. V druhej časti projektu bol sekundárny grafit testovaný na bipolárnej doske pre redoxový prúdový akumulátor.
Seiler povedal: "Elektrické pohony sú teraz vážnym problémom v leteckom priemysle." "Výrobcovia môžu priamo vykonávať recykláciu uložených hodnôt premiestňovaním materiálov z jednej aplikácie do druhej.
Seyle zdôraznil: "Uhlíkové vlákno je elektricky vodivé a vhodné ako náhrada za prírodný grafit." "Prírodný grafit je tiež zložený z uhlíka." "[Tieto] suroviny, ktoré majú zásadný význam pre suroviny, musia byť v súčasnosti dovezené z Číny za vysoké náklady. Recyklácia CFRP sa môže používať aj v prídavných výrobných aplikáciách. "
Výrobcovia lietadiel musia spĺňať požiadavky EÚ, ktoré platili od roku 2015 - vyžadujú, aby sa 85% priemernej hmotnosti ojazdených automobilov recyklovalo. V niektorých krajinách, ako napríklad v Nemecku, je zakázané skládkovanie odpadových vôd na skládkach a spaľovne odpadov môžu takéto materiály odmietnuť.
Seiler a jej kolegovia vyvinuli spôsob obnovenia uhlíkových vlákien z plastovej matrice. Používajú mikrovlnné žiarenie na spaľovanie plastovej matrice okolo vlákien. Spaľovanie sa musí vykonať za anaeróbnych podmienok, aby vlákna nespáleli pri teplotách do 900 ° C
Seiler povedal: "Toto sa nazýva rozklad pyrolýzy." "Výhodou mikrovlnného žiarenia je energetická účinnosť. Celá rúra už nemusí byť ohrievaná, iba samotné komponenty je potrebné zohriať.
"Naši inžinieri z polymérov vkladajú recyklované vlákna do termoplastických materiálov," vysvetľuje Seiler. Tento kompozit má podobné vlastnosti ako grafit a je vhodný na výrobu bipolárnych platní.
Seiler tvrdí: "Naše prototypy prešli všetkými testami vodivosti, hustoty a odolnosti proti korózii." "Dokázali sme, že je všeobecne možné použiť recyklované CFRP vlákna na výrobu bipolárnych platní pre batérie a palivové články. To ukazuje, že recyklácia je holistický prístup.
Seiler povedal: "Ďalším krokom je popísať vlastnosti bipolárnych platní v sieti batériových článkov a študovať životný cyklus." "Potom chceme upraviť technológiu tak, aby sme mohli vyrábať bipolárne platne s recyklovanou sériou CFRP."
