30/09/2016 - Eine neue Methode für das Recycling von 100% Kohlenstofffaserabfällen

Menéame

Los Waren aus Eisen oder Stahl oder Verbundwerkstoffe von Kohlenstofffaser Sie werden heute sehr häufig in der Herstellung von Flugzeugen, Windkraftanlagen, Sportartikeln und Autos eingesetzt, weil sie sehr ähnliche mechanische Eigenschaften aufweisen wie viele Metalle und gleichzeitig sehr wenig wiegen. Dies hat in den letzten Jahren zu einem sehr starken Anstieg der Verwendung dieser Materialien geführt (z.B. mehr als 50 GHT der beiden letzten Airbus- und Boeing-Modelle aus Kohlefaserfaserno). In allen Marktstudien wird ein nahezu exponentielles Wachstum bei der Nutzung in den kommenden Jahren erwartet.

Die Verwendung dieser Materialien erzeugt die daraus resultierenden Abfälle, die durch die Herstellung von Flugzeugkomponenten, Windkraftanlagen usw. entstehen können oder nach Ablauf ihrer Lebensdauer erzeugt werden können, z. B. durch Recycling von Teilen von Flugzeugen, die aus Kohlenstofffasern bestehen.

"Die Kohlenstofffaser-Vorrichtungen bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff-Filamenten, die mit einem Harz getränkt und gepumpt werden. Das Recycling dieser Materialien ist aus drei wesentlichen Gründen schwierig: 1) Die überwiegende Mehrheit besteht aus thermostabilen Harzen, die nicht durch Hitzeanwendung gegossen werden, dann können sie nicht mehr geformt werden; 2. bestehen aus mehreren Zutaten sehr unterschiedlicher Art (Innen, Fasern, Füllstoffe usw.); und (3) können gemischt oder mit anderen Materialien (Metallinserts, thermoplastische Schutzfilme, Farben usw.) versehen sein.", Einzelheiten Isabel de Marco, Leiterin der Gruppe für Pyrolyse und Vergasung der Sustainable Process Engineering Research Group (SuPr), bestehend aus Mitgliedern der Abteilung Chemietechnik und Umwelt derIngenieurschule Bilbao UPV/EHU.

Gespräche mit interessierten Unternehmen

Jungfräuliche Kohlenstofffasern haben einen sehr hohen Marktpreis, so dass bereits einige Anlagen für die Verwertung von Fasern mit dem Ziel "noch auf dem Weg zur Forschung" gebaut werden, sie in neue Anlagen zu recyceln. In diesen Pflanzen werden die Fasern durch einen thermischen Prozess (Pyrolyse) vom Harz getrennt, der das Harz zersetzt und Dämpfe bildet, und die Fasern werden von der Matrix befreit, so dass es sich erholen kann. In diesen Anlagen werden die Dämpfe des Harzabbaus durch Verbrennung beseitigt, ohne dabei ihren Wert und das daraus resultierende Problem der Schadstoffemissionen zu nutzen.

Das von der UPV/EHU-Forschungsgruppe veröffentlichte Patent legt eine Methode zur Behandlung dieser Dämpfe fest, um daraus ein wertvolles Gas mit einem hohen Anteil an Wasserstoff zu erhalten, das die Trennung dieser Verbindung und ihren Verkauf ermöglicht. "Wasserstoff ist der Brennstoff der Zukunft, weil er nicht umweltbelastend ist, da bei seiner Verbrennung nur Wasser erzeugt wird. Darüber hinaus kann es für die chemische Synthese in mehreren Anwendungen verwendet werden," erklärt De Marco.

Dieses patentierte Verfahren ermöglicht daher die Aufwertung des Polymerharzes und nicht nur der Kohlenstofffaser, wie es derzeit geschieht. Es handelt sich also um eine Methode, die den Stand der derzeitigen Technik verbessert und sie kostengünstiger und nachhaltiger macht. "Es könnte in bestehenden Anlagen für die Behandlung von Restgeräten installiert oder in neue Entwürfe integriert werden. Die vorläufige Wirtschaftsbilanz zeigt, dass die Kombination des Verkaufspreises für Wasserstoff und die wiederhergestellten Kohlenstofffasern den Prozess profitabel macht," erklärt Alexander Lopez-Urionabarrenechea, Co-Direktor dieser Forschungsarbeit.

Dieses Patent kann Unternehmen, die Elemente aus Kohlenstofffasern herstellen, als Möglichkeit zur Bewirtschaftung ihrer eigenen Abfälle sowie Unternehmen, die diese Abfälle verwalten, interessieren. "Die Möglichkeiten der Monetarisierung des Patents werden in der Laborforschung weiter vertieft und eine Untersuchung der Größenänderung durchgeführt. In der Tat befindet sich die Gruppe bereits in Gesprächen mit einem Unternehmen, das an diesem Prozess interessiert ist," so Lopez-Urionabarrenechea.

Patentveröffentlichung:

'Verfahren zur Behandlung von Dämpfen, die beim Prozess der Rückgewinnung von durch Pyrolyse gewonnenen Kohlenstofffasern erzeugt werden'.

Autoren:

Alexander Lopez-Urionabarrenechea, Isabel de Marco, Blanca Maria Ritter, Naia Gastelu, Aitziber Adrados, Jon Solar, Ainhoa Hernandez. Mitglieder der Gruppe für Pyrolyse und Vergasung der Sustainable Research Group Process Engineering (SuPrEn), bestehend aus Mitgliedern der Abteilung für Chemie- und Umwelttechnik der School of Engineering in Bilbao (UPV/EHU).

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UPV/EHU

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