超臨界水短時間內可回收99%廢棄強化塑膠 還能再作成電極材料
編譯/Elisa
碳纖維強化塑膠(carbon fiber-reinforced plastics, CFRP)是一種用碳纖維和塑膠基底製成的材料,因為密度較低,這種碳纖維塑膠較輕,但強度更高,甚至比金屬更堅固,很適合拿來製造航空、航太、汽車、造船和體育等產業製品。但因為需求過大,造成碳纖維強化塑膠廢棄物問題,處理過程對環境造成風險,因此極需找到更具永續發展性的回收方案。
超臨界水分子可抓住要去除的塑膠材料
為此,韓國科學技術研究院(Korea Institute of Science and Technology)提出一種創新回收方法,也就是利用「超臨界水」(Supercritical water),能在幾十分鐘內,回收99%以上的碳纖維強化塑膠。所謂的超臨界水,就是水的溫度和壓力,在達到一定程度的條件下,水的極性(polarity)也會受到其他極性分子(polar molecules),像是做為碳纖維強化塑膠基底的環氧樹脂(epoxy resin)強烈吸引。加上超臨界水的擴散率(diffusivity)和密度也很高,這些特性就能夠幫助去除環氧樹脂,只保留可回收的碳纖維。另外回收過程只需要用到水,不用任何催化劑、氧化劑或有機溶劑。
回收後碳纖維還可拿來作電池
研究人員進一步實驗,在超臨界水中加入甘胺酸(glycine),發現這個步驟還能將回收後的碳纖維,摻入氨原子,將導電性提升到更高,可以用來做成電動車電池的電極。科學家表示,這項研究結果不僅大量減少碳排放,如果未來能擴大應用規模,還有望形成良性資源回收循環。
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