PFINZTAL, Germania - Deoarece materialul plastic armat cu fibre de carbon continuă să fie o componentă majoră a aeronavei, aceasta adaugă nevoii unui concept durabil de reciclare. Inginerii de la Institutul Fraunhofer pentru Tehnologie Chimică (TIC) au dezvoltat recent un proces de transformare a fibrelor de carbon reciclate în baterii și materiale cu celule de combustibil.
Tehnicianul TIC Elisa Seiler a spus: "Astăzi, aeronavele cu corpuri largi constau din mai mult de 50% din plastic armat cu fibră de carbon (CFRP)." Cantitatea de materiale reciclate CFRP este imensă. De exemplu, Airbus 350 are o greutate totala de peste 65 de tone. În plus, în timpul procesului de producție, se produc și alte cantități de deșeuri. ""
Seiler și colegii ei au participat la proiectul Graphit 2.0, care a dezvoltat un proces de recuperare a bateriilor și a materialelor cu celule de combustibil din fibră de carbon reciclată. Recent au produs un prototip de placă bipolară.
Scopul proiectului Graphit 2.0 este de a dezvolta un proces care să permită fibrelor de carbon reciclate să fie utilizate ca grafit secundar pentru dispozitive de stocare a energiei de înaltă valoare, cum ar fi bateriile cu debit redox.
În prima parte a proiectului, inginerii au dezvoltat un proces de obținere a materiilor prime secundare din fibrele de carbon prin prelucrare mecanică și termică. Acest material secundar este folosit ca un substitut pentru grafit. În a doua parte a proiectului, grafitul secundar a fost testat pe o placă bipolară pentru o baterie de redox.
Seiler a spus: "Unitatea electrică este acum un subiect serios în industria aviatică". "Producătorii pot efectua direct reciclarea valorilor salvate prin mutarea materialelor de la o aplicație la alta.
Seyle a subliniat: "Fibra de carbon este conductivă electrică și potrivită ca înlocuitor pentru grafitul natural. Grafitul natural este de asemenea compus din carbon". "[Aceste] materii prime esențiale pentru resurse trebuie în prezent să fie importate din China la un cost ridicat. Reciclarea CFRP poate fi utilizată și în aplicațiile de fabricare a aditivilor. "
Producătorii de aeronave trebuie să respecte cerințele UE care au intrat în vigoare începând cu 2015 - acestea necesită reciclarea a 85% din greutatea medie a autoturismelor uzate. În unele țări, precum Germania, CFRP este interzisă de la depozitele de deșeuri, iar instalațiile de incinerare a deșeurilor pot refuza să accepte astfel de materiale.
Seiler și colegii ei au dezvoltat o modalitate de a recupera fibra de carbon dintr-o matrice de plastic. Ei folosesc radiații cu microunde pentru a arde o matrice de plastic în jurul fibrelor. Arderea trebuie efectuată în condiții anaerobe, astfel încât fibrele să nu ardă la temperaturi de până la 900 ° C
Seiler a spus: "Aceasta se numește descompunere piroliză." "Avantajul radiației cu microunde este eficiența energetică. Întregul cuptor nu mai trebuie încălzit, doar componentele trebuie să fie încălzite.
"Inginerii noștri polimeri încorporează fibrele reciclate în materiale termoplastice", explică Seiler. Acest compozit are proprietăți similare cu grafitul și este potrivit pentru producerea plăcilor bipolare.
Seiler susține: "Prototipurile noastre au trecut toate încercările de conductivitate, densitate și rezistență la coroziune". "Am dovedit că este în general posibil să se utilizeze fibre CFRP reciclate pentru a produce plăci bipolare pentru baterii și celule de combustie. Acest lucru arată că reciclarea este o abordare holistică.
Seiler a spus: "Următorul pas este acela de a descrie caracteristicile plăcilor bipolare din rețeaua de celule de baterii și de a studia evaluarea ciclului de viață." "Apoi dorim să reglată tehnologia astfel încât să putem face plăci bipolare cu seria CFRP reciclată".
