Thermische Pyrolyse

Wie können wertvolle Carbonfasern aus Verbundwerkstoffen effektiv zurückgewonnen werden? Forscher des Fraunhofer ICT haben darauf eine Antwort gefunden.

Mikrowellen trennen Fasern


Forscher am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie haben ein neues Recycling-Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstofffasern aus Verbundwerkstoffen (nano-) partikelgefüllten Schmelzen entwickelt. Das Verfahren nutzt Mikrowellen zur thermischen Pyrolyse der Matrix. Damit sei eine effektive Trennung der Fasern aus der Matrix möglich, teilt das Institut mit.

Da Mikrowellen Materialien unabhängig der Wärmeleitung volumetrisch erwärmen, dauert die Pyrolyse auch sehr dicker Bauteile nur wenige Minuten. Die kurze Durchführungszeit verhindert den Angaben zufolge eine Schädigung der Kohlenstofffasern. Dadurch bleiben diese in ihrer textilen Struktur als Fasern, Gelege oder Textil erhalten und können vereinzelt werden. Da Mikrowellen nur das Bauteil und nicht die Umgebung erwärmen, treten minimale Wärmeverluste auf, wodurch das Verfahren sehr energieeffizient sei.

Aufgrund ihrer guten Leichtbau- und Festigkeitseigenschaften werden Kohlenstofffaser verstärkte Verbundwerkstoffe vermehrt in Anwendungen eingesetzt, die zunehmend auch in großen Stückzahlen hergestellt werden, wie BMW mit dem i3 aufzeigt. Jedoch existieren bislang nur erste Ansätze zum Recycling von Produktionsabfällen oder End-of-Life Bauteilen. Die neue Methode mittels Mikrowellen-Pyrolyse des Matrixpolymers könnte daher Schule machen.

Das Fraunhofer ICT forscht intensiv auf dem Gebiet der thermischen Prozesstechnik mit Mikrowellen. Der Schwerpunkt der Arbeiten ist die Anpassung der Mikrowellenanlage auf die zu erwärmenden Produkte, um so die systemimmanenten Limitationen der Mikrowellen zu überwinden. Dadurch gelingt es, Produkte kontrollierbar und reproduzierbar zu heizen und die Vorteile der Mikrowellenerwärmung, d.h. volumetrisch, berührungslos und wärmeleitungsunabhängig im vollen Umfang zu nutzen.

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