“CIDER” 項目旨在通過將粉碎及解聚后的氫罐回收制成再生碳纖維（rCF），來提升碳纖維增強復合材料（CFRP）制氫罐的可持續性。這些再生碳纖維繼而被加工為定向無紡布，用以打造汽車門板、鐵路裙板等二次利用部件，既強化了材料的可回收性，又為環保助力。

來源：JEC復材資訊

 

Violetta Schumm

Fraunhofer IGCV 研究助理

碳纖維增強塑料（CFRPs）是一種用途廣泛的材料，因其具備高機械性能而聞名，這使其成為輕質應用的理想之選，尤其適用于交通運輸領域。然而，要最大限度地可持續利用這些材料，還需解決若干挑戰。

 

聯盟在西班牙畢爾巴鄂Gestamp的最終會議© Fraunhofer IGCV

CFRP的主要挑戰之一是使用后分離各個組件的復雜性。零部件集成的材料越多，拆解和有效回收的難度就越大。此外，制造這些復合材料（特別是碳纖維）需要消耗大量能源。這種能源需求因生產和使用后階段產生的大量廢棄物而更加復雜。在許多國家，這些廢棄物被填埋或焚燒，幾乎沒有提供任何環境效益。因此，只有在材料使用高效且可回收的情況下，CFRP這樣的復合材料才具有使用價值。這正是CIDER聯盟發揮作用的地方。

項目的關鍵目標

“CIDER 聯盟” 旨在專門為交通運輸領域開發新型可持續復合材料。其首要目標是通過高效的回收策略來減少碳纖維增強塑料的環境足跡。該項目有三個關鍵目標：

 

CIDER項目的回收流程鏈 © Fraunhofer IGCV

• 打造可持續的初次使用部件：聚焦以Elium®樹脂為原料，創制諸如氫罐這類可持續且便于回收的初次使用部件。
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• 開發新型回收方法：項目很大一部分致力于為這些氫氣罐開發高效的纖維-基體分離工藝。
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• 將回收纖維加工成第二生命周期產品：項目還旨在將回收纖維加工成半成品，并制造第二生命周期的示范部件，從而實現循環經濟的閉環。

創新可持續性：CIDER聯盟在碳纖維回收中的方法

在CIDER項目中，開發了一種4型CFRP氫氣罐，通過去除金屬組件并僅使用復合材料實現了優化的可回收性（見圖1）。這一進步需要使用Arkema的Elium®樹脂對碳纖維纏繞工藝進行改良，以實現高回收率。為了評估這些復合材料的質量，還進行了多次爆破和循環測試。

在使用后，需要分離纖維基體以便對氫罐進行回收。采用包括高沖擊銑削在內的粉碎技術進行的初步試驗已顯示出了頗具前景的結果。隨后會采用解聚工藝來回收碳纖維，使其能保留90%的原始性能，并對單體進行提純以便再次使用。