通過“儲罐循環”研究項目,弗勞恩霍夫生產技術研究所(Fraunhofer IPT)的研究人員開發了一種新的回收工藝,剝離回收用過的壓力儲氫罐的纖維增強材料,以重新用于新的輕量化產品。據報道,回收纖維增強聚合物(FRP)而不會對產品質量造成任何重大損失的目標已經成功實現,回收材料的性能保留了90%以上。
Fraunhofer IPT稱,高質量的復合材料壓力儲氫罐通常采用激光輔助的帶纏繞(LATW)工藝制造,玻璃纖維或碳纖維增強熱塑性單向帶纏繞在內膽上。覆蓋儲罐的單向帶在壓力罐的常規生命周期中無法重復使用,最終作為廢物被丟棄。
Fraunhofer IPT申請專利的回收方法(DE 10 2016 117 559 A1)可以將單向帶從內膽上移除,剝離掉的單向帶可以重復用于同樣采用帶纏繞工藝制造的其他產品。項目研究人員開發了一種帶有幾個模塊的原型設計:單向帶在回收過程中穿過一個模塊,然后儲存在另一個模塊末端的卷軸上。
在后續測試中,科學家們檢查了回收材料和原始材料的機械承載能力。測試數據表明,回收過程并沒有顯著降低材料的性能。破壞性標準測試表明,回收材料的機械性能與原始材料相比僅損失了5-10%。基于這些發現,研究人員能夠對回收過程進行設計,并開發出可以連接到機械臂上的儲罐回收模塊。研究人員報告稱,這項創新使具有復雜3D幾何形狀的儲罐能夠完全回收,并且在模塊設置中,回收過程和隨后的單向帶重繞過程可以實現自動化。
Fraunhofer IPT稱,儲罐回收模塊的實施有效地探索了纖維復合材料回收技術中節省能源、材料和成本上的極限可行性。該工藝有助于推動未來熱塑性纖維復合材料產品,尤其是使用帶纏繞工藝制造產品的可持續生產。