Vollständiges stoffliches Recycling von CFK

Übersicht zum Projekt

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind spezifisch sehr leichte Kompositmaterialien mit hohen Festigkeitswerten. Die Herstellung von Kohlenstofffasern ist energetisch sehr aufwändig, ein Recycling der Materialien also erstrebenswert. Bisherige Recyclingverfahren gewinnen nur die Fasern zurück, im Rahmen des Projekts soll eine nahezu vollständige Rückgewinnung von Fasern und Matrixmaterial technisch umgesetzt werden.

Arbeitsschwerpunkte

Im Projekt soll mittels mikrowellengestützter Pyrolyse eine neuartige, vollständige Prozesskette für das stoffliche Recycling von Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) entwickelt werden. Die Hauptaufgabe des IWTT besteht in der Entwicklung des thermischen Verfahrens mittels Mikrowellen und die Ermittlung optimaler Betriebsparameter (Ziele: hohe Öl-Ausbeute, geringer Energieaufwand, gute und gleichbleibende Faserqualität) für die zu entwickelnde Mikrowellenanlage. Weiterhin wird in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern der Gesamtprozess entwickelt und in einer Laboranlage getestet, bevor eine Überführung in den Technikumsmaßstab erfolgt.

Neben der Entwicklung der wärmetechnischen Aspekte wird außerdem die Projektkoordination übernommen.

Kernaussagen/-ergebnisse

Aus Vorversuchen ist bekannt, dass eine Pyrolyse des Matrixmaterials mit Mikrowellenbeheizung möglich ist. Dabei wurden Öle, Gase und Fasern zurückgewonnen. 

Untersuchungen des Pyrolyseöls zeigten, dass das zurückgewonnene Öl einen hohen Anteil an Aromaten aufweist, aber auch einen sehr hohen Brennwert. Eine Rückführung in den konventionellen Raffinerieprozess ist möglich.

Die gewonnen Pyrolysegase konnten massenspektroskopisch untersucht werden. Hohe Anteile an Wasserstoff und Benzol zeigen, dass die Bestandteile des Pyrolysegases bei angemessener Aufbereitung weiterverwendet werden können.

Ergebnisse aus den Vorversuchen zeigen Anhaftungen von Teer und Kohlenstoff an den freigelegten Fasern. Diese sollen später im Prozess durch Oxidation entfernt werden.