Ist Kohlefaser recycelbar? | Supreem Carbon Expertenratgeber

Ist Carbonfaser recycelbar? Herausforderungen und Potenziale verstehen

Kohlefaser, bekannt für sein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, wird in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Sportartikelbranche eingesetzt. Käufer fragen sich jedoch oft: Ist Kohlefaser recycelbar? Die Antwort lautet ja – allerdings mit einigen Einschränkungen. Kohlefaserverbundwerkstoffe sind aufgrund ihrer duroplastischen Harzmatrix, die sich nicht wie Metalle oder Thermoplaste wieder einschmelzen lässt, schwer zu recyceln.

Beim traditionellen Recycling werden Kohlenstofffasern hauptsächlich mit mechanischen, thermischen und chemischen Methoden zurückgewonnen. Die Eigenschaften der recycelten Fasern können sich jedoch von denen der neuen Fasern unterscheiden.

1. Welche Methoden gibt es derzeit zum Recycling von Kohlefasern?

Zu den Recyclingtechnologien für Kohlefaserverbundwerkstoffe gehören:

• Mechanisches Recycling:Zermahlen von Kohlenstofffaserabfällen in kleinere Stücke zur Verwendung als Füllstoffe oder Verstärkungen in Produkten niedrigerer Qualität.
• Thermisches Recycling (Pyrolyse):Erhitzen des Verbundmaterials in einer inerten Atmosphäre, um das Harz zu entfernen und die Fasern zurückzugewinnen, die bis zu 70–90 % ihrer Zugfestigkeit behalten.
• Chemisches Recycling:Die Verwendung von Lösungsmitteln zum Abbau des Harzes ermöglicht eine Faserrückgewinnung mit weniger Schäden, ist jedoch kostspielig und komplex.

Unter diesen ist die Pyrolyse die kommerziell am häufigsten angewandte Methode – die Unternehmen erreichen Faserrückgewinnungsraten von rund 90 % bei Fasern, die für Anwendungen im Automobil- und Sportbereich geeignet sind.

2. Wie ist die Leistung von recycelten Kohlenstofffasern im Vergleich zu Neufasern?

Recycelte Kohlenstofffasern weisen im Vergleich zu Primärfasern typischerweise eine geringere Länge und leicht verringerte mechanische Eigenschaften auf. Studien zeigen, dass recycelte Fasern je nach Recyclingmethode und Rohstoffqualität etwa 60–90 % der Zugfestigkeit von Primärfasern behalten. Für Hochleistungsteile in der Luft- und Raumfahrt werden Primärfasern nach wie vor bevorzugt, doch aufgrund ihrer Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit gewinnen recycelte Fasern in der Automobil-, Bau- und Konsumgüterindustrie zunehmend an Bedeutung.

3. Welche Umweltvorteile bietet das Recycling von Kohlefasern?

Die Produktion von Kohlefasern ist energieintensiv und verbraucht etwa 14-mal mehr Energie als die Stahlproduktion. Das Recycling von Kohlefasern reduziert den Deponieabfall und senkt den CO2-Fußabdruck, der mit der Produktion von Primärfasern verbunden ist. Laut einer aktuellen Reuters-Studie aus dem Jahr 2023 kann das Recycling von Kohlefasern die CO2-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus um bis zu 50 % senken und ist damit eine entscheidende Strategie zur Unterstützung der Kreislaufwirtschaft in der Verbundwerkstoffherstellung.

4. Was sollten Beschaffungsexperten bei der Beschaffung von Teilen aus recycelter Kohlefaser wissen?

Beschaffungsteams müssen Folgendes berücksichtigen:

• Lieferantenzertifizierung:Stellen Sie sicher, dass die Lieferanten die Fasereigenschaften und Recyclingmethoden validieren.
• Anwendungseignung:Passen Sie die Qualitäten recycelter Fasern an die Funktionsanforderungen der Teile an.
• Kosten vs. Leistung:Bewerten Sie Kosteneinsparungen neben möglichen Kompromissen bei den mechanischen Eigenschaften.
• Nachhaltigkeitsziele:Richten Sie Ihre Einkäufe an den Nachhaltigkeitszielen des Unternehmens und den gesetzlichen Richtlinien aus.

5. Welche Trends und Innovationen treiben das Carbonfaser-Recycling voran?

Zu den Branchentrends zählen der zunehmende Einsatz thermoplastischer Kohlefaserverbundwerkstoffe, die sich leichter recyceln lassen, sowie Innovationen bei chemischen Recyclingverfahren, die auf die wirtschaftliche Rückgewinnung hochwertiger Fasern abzielen. Unternehmen wie ELG Carbon Fibre und Carbon Conversions sind marktführend, indem sie Pyrolyseanlagen ausbauen und marktreife Recyclingfaserprodukte entwickeln.

Darüber hinaus steigt aufgrund regulatorischen Drucks und Umweltbewusstseins die Nachfrage nach recycelten Kohlenstofffasern in den Bereichen Automobilleichtbau und Windenergie.

Für Einkäufer im Jahr 2024 und darüber hinaus ist es entscheidend, über die Entwicklungen in der Technologie für recycelte Kohlenstofffasern und die Marktverfügbarkeit auf dem Laufenden zu bleiben, um strategische Beschaffungsentscheidungen treffen zu können, die Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit in Einklang bringen.