Καθώς το ανθρακονήμα γίνεται κοινό, πώς θα ανακυκλωθεί;

Τα πολυμερή ενισχυμένα με ίνες άνθρακα (CFRP) συνδυάζουν ισχυρές ίνες με ρητίνη και χρησιμοποιούνται σε αεροσκάφη, οχήματα και ανεμογεννήτριες. Η απομάκρυνση της ρητίνης στο τέλος της ζωής τους είναι δύσκολη. Μελέτη στο Scientific Reports συνέκρινε δύο μεθόδους ηλεκτρικών παλμών για την ανάκτηση ινών.

Δύο διαφορετικές τεχνικές

Στην αρχική έρευνα, η άμεση εκκένωση (DD) στέλνει παλμούς υψηλής τάσης μέσα από το σύνθετο υλικό που βρίσκεται σε επαφή με ηλεκτρόδια. Η θερμότητα συμβάλλει στον διαχωρισμό της ρητίνης. Στον ηλεκτροϋδραυλικό θρυμματισμό (EHF), η εκκένωση γίνεται στο νερό και τα κρουστικά κύματα διασπούν το υλικό. Οι δύο μέθοδοι δεν λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο ούτε διατηρούν εξίσου την ποιότητα των ινών.

Πηγή: Scientific Reports

Τι έδειξαν οι δοκιμές;

Οι ερευνητές εξέτασαν στρώσεις CFRP πάχους 8 mm. Η μέση αντοχή σε εφελκυσμό των ανακτημένων ινών ήταν περίπου 5,1 GPa με DD και 2,6 GPa με EHF, έναντι 6,3 GPa των αρχικών ινών. Πρόκειται για περίπου 81% και 40% της αρχικής αντοχής αντίστοιχα. Το ποσοστό ρητίνης που παρέμεινε στις ίνες ήταν περίπου 20% για DD και 34% για EHF, έναντι 36% στο αρχικό σύνθετο υλικό. Η DD έδωσε και μακρύτερες ίνες στις συγκεκριμένες συνθήκες.

Η γεωμετρία δειγμάτων και οι συνθήκες παλμών διέφεραν μεταξύ των δύο συστημάτων, εν μέρει λόγω περιορισμών του εξοπλισμού EHF. Το αποτέλεσμα ευνοεί την DD σε αυτή τη σύγκριση, αλλά δεν αποδεικνύει ότι κάθε βιομηχανική εφαρμογή θα καταναλώνει το ένα τρίτο της ενέργειας. Ο συγκεκριμένος ισχυρισμός στο αγγλικό άρθρο προερχόταν από παλαιότερη έρευνα σε άλλα υλικά.

Βιομηχανικές προοπτικές και όρια

Οι ανακτημένες ίνες δεν είναι συνεχείς και ενδέχεται να χρειαστούν περαιτέρω επεξεργασία. Πρέπει επίσης να αξιολογηθούν το κόστος, η ηλεκτρική ασφάλεια, τα απόβλητα και η σταθερότητα ποιότητας σε μεγάλη κλίμακα. Η μελέτη δεν απέδειξε ότι όλες οι ίνες μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν σε δομικά μέρη αεροσκαφών.

Εταιρικό πλαίσιο

Η Clearway Energy είναι ξεχωριστή εταιρεία ενέργειας και δεν αναφέρεται ως συμμετέχουσα στο πείραμα. Το αποτέλεσμα δεν αποτελεί πρόβλεψη για την τιμή της μετοχής της.

Clearway Energy

Μελέτη: Tokoro, C. και συν., Scientific Reports (2024), doi:10.1038/s41598-024-76955-0.