PFINZTAL, Tyskland - Da kulfiberforstærket plast fortsat er en stor del af flyet, tilføjer det behovet for et bæredygtigt genbrugskoncept. Ingeniører fra Fraunhofer Institut for Kemiteknologi (IKT) har for nylig udviklet en proces til omdannelse af genanvendt kulfiber til batteri- og brændselscellematerialer.
IKT-ingeniør Elisa Seiler sagde: "I dag består brede fly af mere end 50% kulfiberforstærket plast (CFRP)." Mængden af CFRP genbrugsmaterialer er enorm. For eksempel har Airbus 350 en samlet vægt på mere end 65 tons. Herudover genereres andre beslægtede affaldsmængder under produktionsprocessen. ""
Seiler og hendes kolleger deltog i Graphit 2.0-projektet, der udviklede en proces til genopretning af batteri- og brændselscellematerialer fra genanvendt kulfiber. De har for nylig produceret en prototype af en bipolar plade.
Formålet med Graphit 2.0-projektet er at udvikle en proces, der gør det muligt at anvende genanvendt kulfiber som sekundær grafit til energibesparende enheder med høj værdi som f.eks. Redoxflowbatterier.
I den første del af projektet udviklede ingeniører en proces til opnåelse af sekundære råmaterialer fra carbonfibre ved mekanisk og termisk behandling. Dette sekundære materiale anvendes som erstatning for grafit. I den anden del af projektet blev sekundær grafit testet i en bipolar plade til et redox-strømningsbatteri.
Seiler sagde: "El-drev er nu et seriøst emne inden for luftfartsindustrien." "Producenter kan direkte udføre genbrug af gemte værdier ved at flytte materialer fra en applikation til den næste.
Seyle påpegede: "Carbon fiber er elektrisk ledende og egnet som erstatning for naturlig grafit. Naturlig grafit er også sammensat af kulstof." "[Dette] ressourcekritiske råmaterialer skal i øjeblikket importeres fra Kina til en høj pris. Genbrug CFRP kan også bruges i additiv fremstillingsapplikationer. "
Luftfartøjsfabrikanter skal overholde EU-krav, der har været gældende siden 2015 - de kræver, at 85% af gennemsnitsvægten af brugte biler skal genbruges. I nogle lande som f.eks. Tyskland er CFRP forbudt mod deponeringsanlæg, og affaldsforbrændingsanlæg kan nægte at acceptere sådanne materialer.
Seiler og hendes kolleger udviklede en måde at genoprette kulfiber fra en plastmatrix. De bruger mikrobølgestråling til at brænde en plastmatrix omkring fibrene. Forbrændingen skal udføres under anaerobe forhold, således at fibrene ikke brænder ved temperaturer op til 900 ° C
Seiler sagde: "Dette kaldes pyrolyse nedbrydning." "Fordelen ved mikrobølgestråling er energieffektivitet. Hele ovnen behøver ikke længere at blive opvarmet, kun komponenterne selv skal opvarmes.
"Vores polymeringeniører indlejrer genbrugsfibre i termoplastiske materialer," forklarer Seiler. Denne sammensætning har lignende egenskaber til grafit og er egnet til fremstilling af bipolære plader.
Seiler krav: "Vores prototyper har bestået alle test for ledningsevne, tæthed og korrosionsbestandighed." "Vi har bevist, at det generelt er muligt at bruge genanvendte CFRP fibre til at producere bipolære plader til batterier og brændselsceller. Dette viser, at genanvendelse er en holistisk tilgang.
Seiler sagde: "Det næste trin er at beskrive egenskaberne ved de bipolære plader i batterinettet og at studere livscyklusvurdering." "Så vil vi justere teknologien, så vi kan lave bipolære plader med den recirkulerede CFRP-serie."
