PFINZTAL, Jerman-seperti plastik diperteguh gentian karbon terus menjadi komponen utama dalam pesawat, ia menambah kepada keperluan untuk satu konsep kitar semula yang mampan. Jurutera di Fraunhofer Institut Teknologi kimia (ICT) Tempahan telah membangunkan satu proses untuk menukar kitar karbon fiber ke dalam bahan-bahan bateri dan sel bahanapi.
Jurutera ICT Elisa Seiler berkata: "Hari ini, seluruh badan pesawat terdiri daripada lebih daripada 50% karbon fiber reinforced plastik (CFRP)." Jumlah bahan CFRP kitar semula adalah besar. Sebagai contoh, Airbus 350 mempunyai jumlah berat lebih daripada 65 tan. Di samping itu, kuantiti sisa lain berkaitan dihasilkan semasa proses pembuatan. " "
Seiler dan rakan-rakan beliau menyertai projek Graphit 2.0 yang dibangunkan satu proses bagi memungut bahan bateri dan sel bahanapi kitar karbon fiber. Mereka Tempahan menghasilkan satu prototaip bagi pinggan bipolar.
Tujuan projek Graphit 2.0 ini adalah untuk membangunkan satu proses yang membolehkan kitar semula karbon fiber untuk digunakan sebagai grafit sekunder bagi peranti storan tenaga bernilai tinggi seperti redoks aliran bateri.
Dalam bahagian pertama projek, jurutera dibangunkan satu proses untuk mendapatkan bahan mentah sekunder daripada gentian karbon oleh pemprosesan mekanikal dan haba. Bahan sekunder ini digunakan sebagai pengganti untuk grafit. Dalam bahagian kedua projek, grafit sekunder telah diuji bipolar pinggan untuk bateri aliran redoks.
Seiler berkata: "pemanduan elektrik adalah kini satu topik yang serius dalam industri penerbangan." "Pengilang boleh terus menjalankan kitar semula nilai-nilai tersimpan dengan mengalihkan bahan-bahan daripada satu permohonan seterusnya.
Seyle menegaskan: "karbon fiber adalah pengalir elektrik dan sesuai sebagai pengganti untuk grafit semulajadi. Grafit semulajadi juga terdiri daripada karbon." "Bahan-bahan mentah yang kritikal sumber [ini] mesti kini diimport dari China dengan kos yang tinggi. Kitar semula CFRP juga boleh digunakan dalam aplikasi pengeluaran aditif."
Pengeluar pesawat mesti mematuhi keperluan Kesatuan Eropah yang telah berkuat kuasa sejak 2015 - ia menuntut bahawa 85% daripada berat purata terpakai mestilah dikitar semula. Di sesetengah negara, seperti Jerman, CFRP adalah dilarang daripada tapak pelupusan dan insinerator sisa tumbuhan boleh enggan untuk menerima bahan-bahan itu.
Seiler dan rakan setugas dibangunkan merupakan cara untuk pulih karbon fiber dari matriks yang plastik. Mereka menggunakan ketuhar gelombang mikro radiasi untuk membakar matriks yang plastik sekitar gentian. Pembakaran hendaklah dilakukan secara anaerobik keadaan supaya gentian tidak membakar pada suhu sehingga 900 ° C
Seiler berkata: "Ini dipanggil penguraian pyrolysis." "Kelebihan sinaran gelombang mikro adalah kecekapan tenaga. Ketuhar seluruh tidak lagi perlu dipanaskan, hanya komponen diri perlu dipanaskan.
"Jurutera polimer kami menerapkan gentian kitar semula ke dalam bahan-bahan termoplastik," menjelaskan Seiler. Komposit ini mempunyai sifat-sifat yang serupa untuk grafit dan sesuai untuk penghasilan pinggan bipolar.
Seiler tuntutan: "prototaip kami telah lulus semua ujian untuk rintangan kekonduksian, ketumpatan dan kakisan." "Kami telah membuktikan bahawa ia adalah secara amnya boleh dilaksanakan menggunakan gentian CFRP dikitar semula untuk menghasilkan bipolar plat bateri dan sel bahan api. Ini menunjukkan bahawa kitar semula adalah satu pendekatan yang holistik.
Seiler berkata: "langkah seterusnya adalah untuk menggambarkan ciri-ciri plat bipolar dalam rangkaian sel bateri dan mengkaji tentang penilaian kitar hayat." "Kemudian kami mahu menyesuaikan teknologi supaya kita dapat membuat bipolar plat siri CFRP kitar semula."
