Asahi Kasei entwickelt Basistechnologie für das Recycling von Endlos-Kohlenstofffasern

14. Dezember 2022

Asahi Kasei Corporation

Asahi Kasei entwickelt Basistechnologie für das Recycling von Endlos-Kohlenstofffasern

—Erreichen einer hohen Energieeffizienz für eine kohlenstoffarme Gesellschaft—

 

Asahi Kasei hat im Rahmen des Projekts „Circular Economy Program for the Automotive Carbon Fiber“ (das „Projekt“) gemeinsam mit dem National Institute of Technology, dem Kitakyushu College und der Tokyo University of Science eine grundlegende Technologie zum Recycling von Endlos-Kohlenstofffasern entwickelt, das im Geschäftsjahr 2021 bis 2022 vom Feasibility Study Program on Energy and New Environmental Technology der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) unterstützt wurde.

 

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Das Projekt wurde im Mai 2021 vom NEDO-Machbarkeitsstudienprogramm für Energie und neue Umwelttechnologien übernommen, dessen Ziel darin besteht, technologische Ansätze für mittel- bis langfristige Lösungen im Energie- und Umweltbereich zu entdecken, darunter Energieeinsparung, neue Energien und _CO2-Reduzierung, die sich von bestehenden Technologien unterscheiden und in zukünftigen nationalen Projekten eingesetzt werden können, um so zu einer drastischen Steigerung der Energieeffizienz und zur Verwirklichung einer kohlenstoffarmen Gesellschaft beizutragen.

Das Projekt zielt auf die praktische Anwendung eines Recyclingsystems ab, bei dem Kohlenstofffasern aus aus Autos ausrangiertem Kohlenstofffaserkunststoff (CFRP) oder aus aus Autos ausrangiertem Kohlenstofffaserkunststoff (CFRTP) als CFRRP oder CFRTP für Autos wiederverwendet werden. Durch das Recycling von aus Autos ausrangierten Kohlenstofffasern als Endloskohlenstofffasern kann hochwertiges und kostengünstiges CFRTP bereitgestellt werden, was zu einer Gewichtsreduzierung und Energieeinsparung des Fahrzeugs führt. Dies wird voraussichtlich auch wirtschaftlich von Vorteil sein und die Wettbewerbsfähigkeit der führenden Kohlenstofffaser- und Automobilindustrie Japans stärken.

 

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Bei der herkömmlichen Recyclingtechnologie werden Kohlenstofffasern als gehackte Kohlenstofffasern recycelt ^※1. Da gehackte Kohlenstofffasern sich jedoch stark von ursprünglichen Endloskohlenstofffasern unterscheiden, war es notwendig, eine eigene Verbundtechnologie zu entwickeln. Im Gegensatz dazu ermöglicht das Projekt das Recycling von Endloskohlenstofffasern, sodass vorhandene Verbundtechnologie genutzt werden kann und ein geschlossener Recyclingkreislauf ^※2 der Kreislaufwirtschaft erreicht werden kann.

Für das Projekt wurde eine „elektrolytische Schwefelsäuremethode“ entwickelt. Bei der „elektrolytischen Schwefelsäuremethode“ handelt es sich um eine Technologie, die oxidativ aktive Spezies ^※3 verwendet, die durch Elektrolyse von Schwefelsäure erzeugt werden, um die Harzkomponenten von CFRP/CFRTP zu zersetzen und Kohlenstofffasern zu extrahieren und zu recyceln. Diese Technologie hat drei Merkmale: (1) Sie kann jede Art von Harz zersetzen, (2) die Festigkeit der recycelten Kohlenstofffasern nimmt nicht ab und (3) Kohlenstofffasern können als Endlosfasern recycelt werden.

Es wurde eine grundlegende Technologie für das Recycling von Endloskohlefasern aus kleinen, handelsüblichen CFK-Tanks für das Sporttauchen entwickelt. Die recycelten Endloskohlefasern weisen keine „Verdrehungen“ oder „Flocken“ auf und können wie neue Kohlefasern gehandhabt werden. Dies ermöglicht eine Tank-zu-Tank-Kreislaufwirtschaft durch die wiederholte Verwendung von Filamentwicklung ^※4.

Asahi Kasei entwickelt außerdem CFRTP-UD tape (unidirektionales Band, ein unidirektionales, endlosfaserverstärktes Material) unter Verwendung recycelter endloser Kohlenstofffasern und LEONA™-Polyamidharz. CFRTP UD tape ist fester als Metall und soll an Autorahmen und -karosserien angebracht werden, was das Recycling von Autoteilen zu anderen Autoteilen weiter ermöglicht.
→ Entwicklung von Uni-directional Tape (UD-Tape): Ein kohlenstofffaserverstärktes Polyamidharz

In der Zukunft wird Asahi Kasei Demonstrationen durchführen und das Geschäft weiterentwickeln. Ziel ist eine praktische Anwendung etwa im Jahr 2030.

Die Asahi Kasei Group möchte aus der Perspektive „Care for Earth“ zu einer CO2-neutralen und nachhaltigen Welt beitragen, indem sie sich auf Initiativen wie die Verwendung von Biomasserohstoffen, recycelten Rohstoffen und erneuerbarer Energie konzentriert. Das Unternehmen ist bestrebt, die Erwartungen seiner Kunden und der Gesellschaft zu erfüllen, indem es die Bereitstellung von Produkten und Dienstleistungen mit solchen nachhaltigen Eigenschaften weiter vorantreibt und gleichzeitig die Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen auf der Grundlage seines mittelfristigen Managementplans für das Geschäftsjahr 2024 unter dem Motto „Seien Sie ein Wegbereiter“ vertieft.

 

※1​ Carbonfaser-Verarbeitungsprodukte mit Carbonfasern in Längen von 3 bis 24 mm

※2​ Ein Herstellungsprozess, bei dem ein Produkt oder Material verwendet und dann in ein neues Produkt umgewandelt werden kann, ohne dass es während des Recyclingprozesses seine Eigenschaften verliert.

※3​ Eine Substanz, die stark oxidativ ist und Harz zersetzen kann.

※4​ Ein Formverfahren, bei dem Rovings (Endlosfaserbündel) ausgerichtet und in einem vorgegebenen Winkel kontinuierlich um eine rotierende Form gewickelt werden, während sie mit Harz imprägniert werden.

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