Es ist ein Dilemma, das nur durch kluge Recyclingstrategien zu lösen ist: Die Umweltbelastung durch nicht abbaubare Kunststoffe wächst – gleichzeitig benötigen wir aber immer mehr technische Produkte aus Kunststoff. Dazu zählen auch Drucktanks für Wasserstoff, deren Zahl sich im Zuge der Energie- und Moblitätswende in den nächsten Jahren deutlich erhöhen wird. Diese Drucktanks müssen hochbelastbar und zugleich leicht und korrosionsbeständig sein. Grundsätzlich lassen sich jedoch auch andere Flüssigkeiten oder Gase in faserverstärkten Drucktanks speichern.
Gefertigt werden solche Drucktanks zum Beispiel in einem Tapewickelverfahren: Dabei werden thermoplastische glas- oder kohlenfaserverstärkte Tapes über einen Basiskörper aus Kunststoff, den sogenannten Liner, gewickelt. Das unidirektionale (UD) Tape, das den Drucktank umspannt, lässt sich nach dem konventionellen Lebenszyklus des Drucktanks (noch) nicht weiterverwenden.
Für den neuen Recyclingprozess werden die UD-Tapes in einem Abwickelverfahren wieder vom Liner entfernt. So kann das Tape für weitere Produkte, die ebenfalls im Tapewickelprozess hergestellt werden, erneut verwendet werden. Die Forschenden des Fraunhofer IPT haben einen Anlagenprototyp mit verschiedenen Modulen entwickelt, die das Tape im Abwickelprozess durchläuft, bevor es am Ende auf eine Spule aufgewickelt wird.
Die Forschenden verglichen außerdem die mechanische Belastbarkeit des recycelten Materials und des Originalmaterials. Dabei zeigte sich, dass die Belastbarkeit des Werkstoffs kaum gelitten hat: Lediglich fünf bis zehn Prozent hatte das recycelte Material an mechanischer Qualität gegenüber dem nicht-recycelten Material eingebüßt.
Auf Basis dieser Erkenntnisse wurden die Anforderungen an den Recyclingprozess definiert und ein Tank-Recycling-Modul entwickelt. In einem miniaturisierten Format lässt sich das Tank-Recycling-Modul an einem Roboterarm befestigen.
Durch das nun mögliche Wiederverwertung der faserverstärkten Kunststofftapes leisten die Projektergebnisse einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Produktion zukünftiger thermoplastischer Faserverbundprodukte, die sich im Tapewickelverfahren herstellen lassen.
Bild oben: Recyceltes thermoplastisches kohlenstofffaserverstärktes UD-Tape (Quelle: Fraunhofer IPT)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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