PFINZTAL, Alemanya - Com que el plàstic reforçat amb fibra de carboni continua sent un component important de l'avió, s'afegeix a la necessitat d'un concepte de reciclatge sostenible. Els enginyers de l'Institut Fraunhofer de Tecnologia Química (TIC) han desenvolupat recentment un procés per a la conversió de la fibra de carboni reciclat en materials de bateria i de combustible.
L'enginyer de TIC, Elisa Seiler, va dir: "Avui, l'avió d'ample ampla està format per més del 50% de plàstic reforçat amb fibra de carboni (CFRP)." La quantitat de materials reciclats CFRP és enorme. Per exemple, Airbus 350 té un pes total de més de 65 tones. A més d'això, es generen altres quantitats de residus relacionades durant el procés de producció. ""
Seiler i els seus col·legues van participar en el projecte Graphit 2.0, que va desenvolupar un procés de recuperació de materials de la pila de combustible i de la fibra de carboni reciclat. Han produït recentment un prototip d'una placa bipolar.
El propòsit del projecte Graphit 2.0 és desenvolupar un procés que permeti la utilització de fibra de carboni reciclat com a grafit secundari per a dispositius d'emmagatzematge d'energia d'alt valor com ara bateries de flux redox.
En la primera part del projecte, els enginyers van desenvolupar un procés per obtenir matèries primeres secundàries a partir de fibres de carboni mitjançant processament mecànic i tèrmic. Aquest material secundari s'utilitza com a substitut del grafit. A la segona part del projecte, el grafit secundari es va provar en una placa bipolar per a una bateria de flux redox.
Seiler va dir: "La unitat elèctrica és ara un tema seriós en la indústria aeronàutica". "Els fabricants poden realitzar directament el reciclatge de valors guardats movent materials d'una aplicació a la següent.
Seyle va assenyalar: "La fibra de carboni és elèctricament conductora i adequada com a substitut del grafit natural. El grafit natural també està format per carboni". "[Aquesta] matèria primera crítica de recursos ha de ser actualment importada de la Xina a un cost elevat. El reciclatge de CFRP també es pot utilitzar en aplicacions de fabricació additius. "
Els fabricants d'aeronaus han de complir els requisits de la UE que han estat vigents des de 2015: requereixen que el 85% del pes mitjà dels cotxes usats s'hagi de reciclar. En alguns països, com Alemanya, CFRP està prohibit dels abocadors, i les plantes d'incineració de residus poden negar-se a acceptar aquests materials.
Seiler i els seus col·legues van desenvolupar una manera de recuperar la fibra de carboni a partir d'una matriu de plàstic. Utilitzen radiació de microones per cremar una matriu plàstica al voltant de les fibres. La combustió s'ha de dur a terme sota condicions anaeròbies perquè les fibres no es cremen a temperatures de fins a 900 ° C
Seiler va dir: "Això es diu descomposició de piròlisi". "L'avantatge de la radiació de microones és l'eficiència energètica. El forn sencer ja no necessita ser escalfat, només els components es necessiten per escalfar-se.
"Els nostres enginyers de polímers incrusten fibres reciclades en materials termoplàstics", explica Seiler. Aquest compost té propietats similars al grafit i és adequat per a la producció de plaques bipolars.
Seiler afirma: "Els nostres prototips han superat totes les proves de resistència a la conductivitat, la densitat i la corrosió". "Hem demostrat que generalment és possible utilitzar fibres CFRP reciclades per produir plaques bipolars per a bateries i piles de combustible. Això demostra que el reciclatge és un enfocament holístic.
Seiler va dir: "El següent pas és descriure les característiques de les plaques bipolars a la xarxa de la bateria i estudiar la valoració del cicle de vida". "A continuació, volem ajustar la tecnologia perquè puguem fabricar plaques bipolars amb la sèrie CFRP reciclada".
