PFINZTAL, Alemania - Dado que el plástico reforzado con fibra de carbono sigue siendo un componente principal de la aeronave, se suma a la necesidad de un concepto de reciclaje sostenible. Los ingenieros del Instituto Fraunhofer de Tecnología Química (ICT) han desarrollado recientemente un proceso para convertir fibra de carbono reciclada en materiales de baterías y pilas de combustible.
La ingeniera de TIC Elisa Seiler dijo: "Hoy en día, los aviones de fuselaje ancho constan de más del 50% de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP)". La cantidad de materiales reciclados de CFRP es enorme. Por ejemplo, Airbus 350 tiene un peso total de más de 65 toneladas. Además de esto, se generan otras cantidades de desechos relacionadas durante el proceso de producción. ""
Seiler y sus colegas participaron en el proyecto Graphit 2.0, que desarrolló un proceso para recuperar materiales de baterías y pilas de combustible a partir de fibra de carbono reciclada. Recientemente produjeron un prototipo de placa bipolar.
El objetivo del proyecto Graphit 2.0 es desarrollar un proceso que permita que la fibra de carbono reciclada se utilice como grafito secundario para dispositivos de almacenamiento de energía de alto valor, como las baterías de flujo redox.
En la primera parte del proyecto, los ingenieros desarrollaron un proceso para obtener materias primas secundarias a partir de fibras de carbono mediante procesamiento mecánico y térmico. Este material secundario se usa como sustituto del grafito. En la segunda parte del proyecto, el grafito secundario se probó en una placa bipolar para una batería de flujo redox.
Seiler dijo: "El manejo eléctrico es ahora un tema serio en la industria de la aviación". "Los fabricantes pueden realizar directamente el reciclaje de valores guardados moviendo materiales de una aplicación a la siguiente.
Seyle señaló: "La fibra de carbono es eléctricamente conductiva y adecuada como sustituto del grafito natural. El grafito natural también está compuesto de carbono". "[Estas] materias primas críticas para el recurso deben ser importadas de China a un alto costo. Reciclar CFRP también se puede usar en aplicaciones de fabricación aditiva ".
Los fabricantes de aviones deben cumplir con los requisitos de la UE que han estado en vigencia desde 2015, requieren que el 85% del peso promedio de los autos usados se deba reciclar. En algunos países, como Alemania, el CFRP está prohibido en vertederos, y las plantas de incineración de residuos pueden rechazar la aceptación de dichos materiales.
Seiler y sus colegas desarrollaron una forma de recuperar fibra de carbono a partir de una matriz de plástico. Usan radiación de microondas para quemar una matriz de plástico alrededor de las fibras. La combustión debe llevarse a cabo en condiciones anaeróbicas para que las fibras no se quemen a temperaturas de hasta 900 ° C
Seiler dijo: "Esto se llama descomposición por pirólisis". "La ventaja de la radiación de microondas es la eficiencia energética. Ya no es necesario calentar todo el horno, solo los componentes necesitan calentarse.
"Nuestros ingenieros de polímeros integran fibras recicladas en materiales termoplásticos", explica Seiler. Este compuesto tiene propiedades similares al grafito y es adecuado para la producción de placas bipolares.
Seiler afirma: "Nuestros prototipos han superado todas las pruebas de conductividad, densidad y resistencia a la corrosión". "Hemos demostrado que, en general, es factible utilizar fibras recicladas de CFRP para producir placas bipolares para baterías y pilas de combustible. Esto muestra que el reciclaje es un enfoque holístico.
Seiler dijo: "El siguiente paso es describir las características de las placas bipolares en la red de celdas de la batería y estudiar la evaluación del ciclo de vida". "Entonces queremos ajustar la tecnología para que podamos fabricar placas bipolares con la serie reciclada de CFRP".
