PFINZTAL, Almanya - Karbon fiber takviyeli plastik, uçağın önemli bir bileşeni olmaya devam ettikçe, sürdürülebilir bir geri dönüşüm konseptine duyulan ihtiyacı artırmaktadır. Fraunhofer Kimya Teknolojisi Enstitüsü'nün (ICT) mühendisleri, kısa bir süre önce, geri dönüştürülmüş karbon fiberin pil ve yakıt hücresi materyallerine dönüştürülmesi için bir süreç geliştirdiler.
BİT mühendisi Elisa Seiler şunları söyledi: “Bugün, geniş gövdeli uçak% 50'den fazla karbon fiber takviyeli plastikten (CFRP) oluşuyor.” CFRP geri dönüştürülmüş malzemelerin miktarı çok büyük. Örneğin, Airbus 350'nin toplam ağırlığı 65 tondan fazladır. Buna ek olarak, üretim sürecinde diğer ilgili atık miktarları üretilmektedir. ""
Seiler ve meslektaşları, geri dönüştürülmüş karbon fiberden pil ve yakıt hücresi materyallerinin geri kazanımı için bir süreç geliştiren Graphit 2.0 projesine katıldı. Yakın zamanda bipolar bir plağın prototipini ürettiler.
Graphit 2.0 projesinin amacı, redoks akış pilleri gibi yüksek değerli enerji depolama cihazları için geri dönüştürülmüş karbon elyafın ikincil grafit olarak kullanılmasını sağlayan bir süreç geliştirmektir.
Projenin ilk bölümünde mühendisler, mekanik ve ısıl işlemle karbon fiberlerden ikincil hammadde elde etmek için bir süreç geliştirdiler. Bu ikincil malzeme, grafitin yerine kullanılır. Projenin ikinci bölümünde, ikincil grafit bir redoks akış pili için bipolar bir plakada test edilmiştir.
Seiler şunları söyledi: "Elektrikli sürücü şimdi havacılık endüstrisinde ciddi bir konu." “Üreticiler, malzemeleri bir uygulamadan diğerine taşıyarak, kaydedilen değerlerin geri dönüşümünü doğrudan gerçekleştirebilirler.
Seyle dikkat çekti: "Karbon fiber elektriksel olarak iletken ve doğal grafitin yerine kullanılabilir. Doğal grafit de karbondan oluşur." “[Bu] kaynak kritik hammaddelerin şu anda Çin'den yüksek bir maliyetle ithal edilmesi gerekiyor. Geri dönüşüm CFRP, katkı imalat uygulamalarında da kullanılabilir. ”
Uçak üreticileri 2015'ten beri yürürlükte olan AB gerekliliklerine uymak zorundadırlar - kullanılmış arabaların ortalama ağırlığının% 85'inin geri dönüştürülmesi gerekmektedir. Almanya gibi bazı ülkelerde, CFRP atık depolama alanlarından yasaklanmıştır ve atık yakma tesisleri bu tür malzemeleri kabul etmeyi reddedebilir.
Seiler ve meslektaşları, karbon fiberini plastik bir matristen kurtarmak için bir yol geliştirdi. Fiberlerin etrafında bir plastik matris yakmak için mikrodalga radyasyonu kullanırlar. Yanma, anaerobik koşullar altında gerçekleştirilmelidir, böylece lifler 900 ° C'ye kadar olan sıcaklıklarda yanmaz.
Seiler şöyle dedi: "Buna piroliz ayrışması denir." "Mikrodalga radyasyonun avantajı enerji verimliliğidir. Tüm fırının artık ısıtılmaya ihtiyacı yoktur, sadece bileşenlerin kendileri ısıtılması gerekir.
“Polimer mühendislerimiz geri dönüştürülmüş fiberleri termoplastik malzemelere gömüyor” diye açıklıyor Seiler. Bu kompozit grafit için benzer özelliklere sahiptir ve bipolar plakaların üretimi için uygundur.
Seiler, "Prototiplerimiz iletkenlik, yoğunluk ve korozyon direncine yönelik tüm testleri geçti." “Aküler ve yakıt hücreleri için bipolar plaka üretmek için geri dönüştürülmüş CFRP fiberlerin kullanılması genellikle mümkün olduğunu kanıtladık. Bu, geri dönüşümün bütünsel bir yaklaşım olduğunu göstermektedir.
Seiler şöyle dedi: "Bir sonraki adım, pil hücre ağındaki bipolar plakaların özelliklerini tanımlamak ve yaşam döngüsü değerlendirmesini incelemek." “Ardından teknolojiyi, geri dönüştürülmüş CFRP serisi ile bipolar plakalar oluşturabilmemiz için ayarlamak istiyoruz.”
