PFINZTAL, Германия. Поскольку армированный углеродным волокном пластик продолжает оставаться основным компонентом самолета, он добавляет к необходимости использования концепции устойчивого рециркуляции. Инженеры Института химической технологии (ИКТ) Фраунгофера недавно разработали процесс преобразования переработанного углеродного волокна в батареи и материалы топливных элементов.
Инженер ИКТ Элиза Сеилер сказала: «Сегодня широкофюзеляжные самолеты состоят из более 50% армированного углеродным волокном пластика (CFRP)». Количество переработанных материалов из углепластика огромно. Например, Airbus 350 имеет общий вес более 65 тонн. В дополнение к этому, во время производственного процесса образуются другие связанные с ними количества отходов. ""
Сеилер и ее коллеги участвовали в проекте Graphit 2.0, который разработал процесс восстановления батарей и материалов топливных элементов из рециркулированного углеродного волокна. Недавно они создали прототип биполярной пластины.
Цель проекта Graphit 2.0 - разработать процесс, который позволяет использовать рециркулированное углеродное волокно в качестве вторичного графита для высокоактивных накопителей энергии, таких как батареи окислительно-восстановительного потока.
В первой части проекта инженеры разработали процесс получения вторичного сырья из углеродных волокон механической и термической обработкой. Этот вторичный материал используется в качестве заменителя графита. Во второй части проекта вторичный графит испытывали в биполярной пластине для батареи окислительно-восстановительного потока.
Сеилер сказал: «Электропривод в настоящее время является серьезной темой в авиационной промышленности». «Производители могут непосредственно выполнять переработку сохраненных значений, перемещая материалы из одного приложения в другое.
Сеййл отметил: «Углеродное волокно является электропроводящим и пригодным в качестве заменителя природного графита. Натуральный графит также состоит из углерода». «[Это] ресурсо-критическое сырье должно в настоящее время импортироваться из Китая по высокой цене. Утилизация CFRP также может использоваться в приложениях с присадкой ».
Производители воздушных судов должны соответствовать требованиям ЕС, которые действуют с 2015 года, - они требуют, чтобы 85% среднего веса подержанных автомобилей были переработаны. В некоторых странах, таких как Германия, CFRP запрещается на свалках, а установки для сжигания отходов могут отказаться принимать такие материалы.
Seiler и ее коллеги разработали способ извлечения углеродного волокна из пластиковой матрицы. Они используют микроволновое излучение для сжигания пластиковой матрицы вокруг волокон. Сжигание должно проводиться в анаэробных условиях, чтобы волокна не горели при температурах до 900 ° C
Сеилер сказал: «Это называется разложением пиролиза». «Преимущество микроволнового излучения - энергоэффективность. Вся печь больше не нуждается в нагревании, только сами компоненты должны быть нагреты.
«Наши инженеры-полимерники внедряют переработанные волокна в термопластичные материалы», - объясняет Силер. Этот композит имеет сходные свойства с графитом и подходит для производства биполярных пластин.
Заявитель Seiler утверждает: «Наши прототипы прошли все испытания на проводимость, плотность и коррозионную стойкость». «Мы доказали, что, как правило, можно использовать переработанные волокна из углепластика для производства биполярных пластин для батарей и топливных элементов. Это показывает, что рециркуляция является целостным подходом.
Сеилер сказал: «Следующий шаг - описать характеристики биполярных пластин в сети батарейных батарей и изучить оценку жизненного цикла». «Затем мы хотим настроить технологию, чтобы мы могли изготовить биполярные пластины с рециркулированными сериями CFRP».
