早稲田大学の研究チームは、航空宇宙や自動車などの産業で強度と軽量特性で高く評価される素材である炭素繊維強化ポリマー（CFRP）をリサイクルする突破口を発表しました。 ＣＦＲＰは性能の点で非常に望ましいが、周囲の樹脂から炭素繊維を分離するのに困難とコストのため、リサイクルにかなりの問題があった。
早稲田大学チームは、直接高電圧電気パルスを使用する新しいアプローチを開拓しました。直接放電（DD）として知られるこの方法は、ジュール加熱、熱応力、およびプラズマ膨張の原理を利用して、外部加熱や化学溶媒なしで複合材料を分解します。
研究者は、DD法を、放電によって水中で発生する衝撃波を利用するもう1つの有望なリサイクル技術である電気油圧断片化（EHF）と比較しました。 EHFはある程度可能性を示したが、研究チームは直接放電方式がより効果的であると疑った。
千春東光教授は「以前の研究では、我々はすでに電気パルス現象を利用して水中の衝撃波を発生させ、加工が困難な物質を効率的に断片化する研究専門性を確立した」と述べた。イオン電池のような用途では、材料自体のジュール加熱と蒸気膨張を利用する直接放電が衝撃波に依存するよりも効率的な分離に効果的であることがわかりました。私たちは、このアプローチをCFRPに適用して、現在の方法と比較してより効率的な分離を達成できるという仮説を立てました。
彼らの比較の結果は驚いた。 DD法は、いくつかの主要な側面においてはるかに優れていることが証明されている。最小限の損傷でより長い炭素繊維を回収し、繊維の元の引張強度の約81％を維持した。回収された繊維はまた、最小限の残留樹脂とより少ない欠陥を示した。対照的に、EHFは初期引張強度の約40％しか短い繊維を生産し、繊維にはより多くの樹脂が付着し、より大きな構造的劣化を引き起こしました。
パフォーマンスの違いは、2つの方法のユニークなメカニズムに由来します。 DDは炭素繊維を通る電流の直接の流れに依存して局部的な加熱を生成し、複合材料の剥離を引き起こす。一方、EHFは主に衝撃波の機械的力に依存します。
「私たちの研究結果は、廃航空機部品、自動車廃棄物、風力タービンブレードでCFRPをリサイクルすることに関するさまざまな用途を持っています。 「したがって、現在のイノベーションは効率的な資源回収を可能にし、環境への影響を減らすことによって産業全体の持続可能性を支援します。」この研究結果は学術誌「サイエンティフィックレポート（Scientific Reports）」に掲載された。
源：:아시아타임즈코리아
