PFINZTAL, Tyskland – som carbon fiber förstärkt plast fortsätter att vara en viktig del av flygplanet, det lägger till behovet av en hållbar återvinning koncept. Ingenjörer vid Fraunhofer Institute för kemisk teknologi (IKT) har nyligen utvecklat en process för konvertering återvunnet kolfiber till batteri och bränsle cell material.
IT-ingenjör Elisa Seiler sade: ”idag wide body flygplan består av mer än 50% carbon fiber förstärkt plast (CFRP)”. Mängden CFRP återvunnet material är enorm. Till exempel har Airbus 350 en totalvikt på mer än 65 ton. Utöver detta genereras andra relaterade avfallsmängder under produktionsprocessen. " "
Seiler och hennes kollegor deltog i projektet Graphit 2.0, som utvecklat en process för att återställa batteri och bränsle cell material från återvunnet kolfiber. De nyligen fram en prototyp av en bipolär tallrik.
Syftet med projektet Graphit 2.0 är att utveckla en process som möjliggör återvunnet kolfiber för att användas som sekundär grafit för högt värde energi lagringsenheter såsom redox flöde batterier.
I den första delen av projektet utvecklat ingenjörer en process för att erhålla sekundära råvaror från kolfibrer genom mekanisk och termisk bearbetning. Detta sekundära material används som ett substitut för grafit. I den andra delen av projektet testades sekundära grafit i en bipolär tallrik för en redox flöde batteri.
Seiler sade: ”eldrift är nu ett allvarligt ämne inom flygindustrin”. ”Tillverkare kan direkt utföra återvinning av sparade värden genom att flytta material från ett program till nästa.
SEYLE påpekade: ”kolfiber är elektriskt ledande och passar som ett substitut för naturlig grafit. Naturlig grafit också består av kol ”. ”[Detta] resurs-kritiska råvaror måste för närvarande importeras från Kina till en hög kostnad. Återvinning CFRP kan också användas i additiv tillverkning program ”.
Flygplanstillverkare måste uppfylla EU-kraven som har varit i kraft sedan 2015 - de kräver att 85% av genomsnittsvikten av begagnade bilar måste återvinnas. I vissa länder, exempelvis Tyskland, CFRP är förbjudet från deponier och avfallsförbränningsanläggningar kan vägra att acceptera sådana material.
Seiler och hennes kollegor utvecklat ett sätt att återställa kolfiber från en plast matris. De använder mikrovågsstrålning för att bränna en plast matris runt fibrerna. Förbränning måste utföras under anaeroba förhållanden så att fibrerna inte bränner vid temperaturer upp till 900 ° C
Seiler sade: ”Detta kallas pyrolys nedbrytning”. ”Fördelen med mikrovågsstrålning är energieffektivitet. Hela ugnen inte längre behöver värmas, endast komponenterna själva behöver värmas.
”Våra polymer ingenjörer bädda in återvunna fibrer i termoplastiska material”, förklarar Seiler. Denna komposit har liknande egenskaper som grafit och är lämplig för produktion av bipolära plattor.
Seiler påståenden: ”våra prototyper har klarat alla tester för konduktivitet, densitet och korrosion motstånd”. ”Vi har visat att det är generellt möjligt att använda returfiber CFRP för att producera bipolära plattor för batterier och bränsleceller. Detta visar att återvinning är ett holistiskt synsätt.
Seiler sade: ”nästa steg är att beskriva egenskaperna hos bipolär plattorna i batteriet cellen nätverket och studera livscykelanalys”. ”Då vi vill justera tekniken så att vi kan göra bipolära plattor med återvunnet CFRP-serien”.
