Carbonfasern: Fasererhaltendes Recycling als Mittel gegen Materialengpässe und CO2-Emissionen

Das National Composites Centre hat ein dreijähriges Programm zur Industrialisierung der Aufbereitung und Wiederverwertung von endlosen Carbonfasern gestartet.

Endlosfasern haben bessere Materialeigenschaften als kurze rCF (recycelte Carbonfasern), die deshalb nur eine begrenzte industrielle Verwendungsmöglichkeit haben. Anfang 2022 hat das NCC in Zusammenarbeit mit B&M Longworth und Cygnet Texkimp erfolgreich ein Verfahren erprobt, bei dem überhitzter Dampf zur Abtrennung der Endlosfasern verwendet wird. Diese können dann nahezu gleichwertig für Anwendungen eingesetzt werden wie Frischfasern. Die Ausweitung dieses Prozesses in den nächsten drei Jahren könnte ein entscheidender Schritt sein, um die wachsende Nachfrage nach Kohlenstofffasern zu befriedigen, die bis 2025 das Angebot übersteigen dürfte.

„UK ist bekanntlich weltweit führend bei der Industrialisierung der Kohlefaserherstellung, hat sich aber schwer getan, den Sektor zu entwickeln. Wir haben einen Großteil unseres Fachwissens – und sogar unsere Produktionsinfrastruktur – nach Japan exportiert, das dann von einem enormen Anstieg der US-Verteidigungsausgaben in den 1980er Jahren und später von einem Boom der Verbrauchernachfrage nach hochwertigen Kohlenstofffaserprodukten profitieren konnte. Wir haben jetzt die einmalige Chance, einen neuen Markt zu erschließen, indem wir die für das Recycling von Kohlenstofffasern erforderlichen Verfahren industrialisieren.“
Enrique Garcia, Chief Technology Officer am National Composites Centre.

Deshalb ist geplant, ein ABC-Klassifizierungssystem für recycelte Kohlenstofffasern einzuführen, das eine breitere Palette von Anwendungen für Second-Life-Materialien ermöglicht. Im Erfolgsfall könnte das neue System bis 2026 die Menge an kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), der in Großbritannien auf Deponien entsorgt wird, um 50 Prozent reduzieren.

Anhand von Versuchen haben die Forschenden außerdem berechnet, dass das Verwenden von rCF die Emissionen bei der Materialherstellung von etwa 29,5 kg CO₂ pro kg auf 5 kg CO₂ reduziert. Das werterhaltenden Recycling wird deshalb nicht nur dazu beitragen, die mit der Herstellung von Neuware verbundenen Emissionen zu verringern, sondern könnte auch eine neue potenzielle Einnahmequelle für Unternehmen darstellen. Denn die Nachfrage nach dem Carbonfasern steigt und das Angebot ist knapp. So könnten die hochwertigen Frischfasern für Sektoren wie die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie bestimmt sein, während Sektoren wie die Sportartikelindustrie – wo Carbonfasern in Laufschuhen, Angelruten und Fahrradrahmen verwendet werden – möglicherweise auf recyceltes Material zurückgreifen wird.

Bis November soll der erste Schritt des Programms  – die Qualifizierung der Materialleistung – abgeschlossen sein. Im Anschluss daran wird ein Team eine Reihe kommerzieller Demonstratoren entwickeln, um die Eigenschaften der drei im Rahmen des Programms hergestellten Recyclingfasern nachzuweisen.

Bild oben: Nahaufnahme von Carbonfasergeflecht (Quelle: Depositphotos)

Quelle und weitere Infos: The engineer, Pressemitteilung