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創新碳纖維回收技術:直接放電電脈衝 Direct Discharge Electrical Pulses for Carbon Fiber Recycling
早稻田大學研究團隊近期發表了一項創新的直接放電電脈衝(Direct Discharge Electrical Pulse)技術,可望大幅提升碳纖維強化聚合物(Carbon Fiber-Reinforced Polymers, CFRPs)的回收效率,並促進資源永續利用。 碳纖維強化聚合物由於兼具輕量化與高強度的特性,廣泛應用於航太、汽車、風力發電及運動器材等產業。然而,CFRP的回收長期以來面臨諸多挑戰,傳統回收方法多仰賴高溫加熱或化學藥劑處理,不僅造成高昂成本及環境負擔,亦導致高品質碳纖維回收率偏低。為解決此問題,該研究團隊開發「直接放電電脈衝」技術,透過焦耳熱(Joule heating)、熱應力與電漿膨脹力的協同作用,使CFRP中的碳纖維與樹脂基材分離。 研究團隊進一步比較此技術與傳統電液碎裂法(Electrohydraulic Fragmentation)之效能,並評估回收碳纖維的物理性質,如纖維長度、抗拉強度、樹脂殘留量及結構劣化程度。結果顯示,直接放電電脈衝技術可回收更長且強度更高的碳纖維,且纖維表面幾乎無殘留樹脂。此外,相較於傳統技術,該技術之能源效率提升至少10倍,有助於降低環境衝擊並提升資源使用效率。 此研究成果已於2024年11月30日發表於《Scientific Reports》期刊,研究團隊預期該技術未來可應用於報廢飛機零件、汽車廢棄物及風力發電葉片等CFRP回收領域,促進資源回收並降低環境影響。此技術符合聯合國永續發展目標之 SDG 9(產業、創新與基礎設施)及 SDG 12(責任消費與生產)。
2025/01/16
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250114125132.htm
Science Daily
楊侑馨