韓國研究人員開發碳纖維回收新工藝 可轉化為電池電極材料
高速電動賽車的細節,碳纖維和玻璃纖維紋理。
碳纖維復合材料(CFRP)因其輕質高強的特性被廣泛應用于航空、航天、汽車和船舶等各個行業。然而,由于碳纖維增強塑料不可生物降解,而且傳統的高溫焚燒方法會造成環境污染,因此隨著碳纖維復合材料在航空交通等新興產業中的應用日益廣泛,碳纖維復合材料的廢料處理也面臨著挑戰。
由 RAMP 融合研究中心主任 Yong-chae Jung 領導的韓國科學技術院(KIST)團隊開發出一種回收技術來解決這一問題。該技術利用在特定溫度和壓力條件下產生的超臨界狀態的水,可在短時間內回收 99% 以上的 CFRP 材料。
回收到水中的CFRP(碳纖維增強塑料)的前后圖像(CFRP:原始材料(回收前),N-CF:氮摻雜碳纖維(回收后)。來源:KIST
超臨界水的獨特性能使其能夠選擇性地去除CFRP中浸漬的環氧樹脂,從而產生可回收的碳纖維。研究人員說,這一過程效率很高,不需要催化劑、氧化劑或有機溶劑。
研究人員還發現,在超臨界水中添加甘氨酸可以將碳纖維增強塑料(CFRP)上循環到摻有氮原子的再生碳纖維中,提高其導電性。
因此,該過程能夠在短時間內同時回收和上循環CFRP,同時控制回收纖維的結構和性能。當用作電動汽車電池的電極時,上循環碳纖維表現出與石墨相當或優越的性能,將其潛在應用擴展到復合材料中的填充材料之外。
上循環、再生和原始碳纖維(P-CF:原材料,R-CF:再生碳纖維,N-CF:氮摻雜再生碳纖維)的電池容量評估。來源:KIST
Yong-chee Jung說:“隨著全球碳纖維復合材料(CFRP)廢物的數量不斷增加,我們已經開發出一種以環保方式對其進行升級循環的技術。”。
“這是一項有意義的研究成果,不僅顯著減少了碳排放,而且呈現了資源的良性循環,可以轉化為電子交通的電池電極材料。”
這項研究得到了科學和通信技術部(Jong-ho Lee)通過KIST融合研究中心項目(CRC2301-1000)和納米與材料技術開發項目(2021M3H4A1A0304129)的支持,研究結果發表在最新一期國際期刊《碳》上。
來源:Professional Motorsport World
作者:IZZY WOOD










































