Fraunhofer EMI：突破性碳纤维回收技术实现材料品质无损再生
来源：中国复材展组委会 2025-04-25 11:17:45
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原文：http://shenzhen.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-15691.html 日前，德国弗劳恩霍夫高速动力学研究所（Frauhofer EMI）的科研团队开发出一项革命性技术，能够从复合材料中回收连续碳纤维，且完全保持材料性能。该技术通过高功率激光对多层纤维增强树脂基体进行局部高温降解，不仅具有显著生态效益，更蕴含巨大经济价值。
Fraunhofer EMI团队研发的新工艺，成功实现了废旧复合材料中纤维的高效再生利用，且完全不影响其力学性能。而现有纤维增强复合材料回收技术需经粉碎处理，导致纤维长度缩短并引发降级回收。
缠绕结构的"剥洋葱式"回收术
针对热固性复合材料，Fraunhofer EMI团队采用高功率激光精准剥离纤维增强体。该技术尤其适用于高压储氢罐回收——这类容器通常采用连续碳纤维粗纱缠绕塑料内胆，以承受高达70MPa的内部工作压力。
创新回收技术的核心突破在于：通过局部高温分解去除碳纤维周围的热固性基质，同时使纤维本身几乎不受损伤。"工艺特殊性在于，我们实现了基体热解与纤维粗纱解绕的同步进行，在保证合理速度的前提下避免碳纤维受损。"项目经理Mathieu Imbert解释道。
技术难点在于寻找最佳工艺窗口：基质热降解需300-600℃温度环境，而纤维在600℃左右即可能开始受损。Imbert表示："我们在工艺效率与再生材料品质间找到了完美平衡点。实验证明，此法回收的连续纤维性能与新品完全相当，这使该技术极具吸引力。"
弗劳恩霍夫EMI实验装置示意图
（图示：采用高功率激光对缠绕复合材料环进行局部热解，同步回收无基体碳纤维粗纱的试验装置。红色激光点标示热解发生位置。图片来源：弗劳恩霍夫EMI）
经济生态效益双赢
这项创新技术不仅环保效益显著，更为回收企业开启可观经济潜力。由于采用局部加热与纤维连续同步回收，彻底摒弃了传统处理厚壁储氢罐所需的长时高温热解过程及相关高额成本。更关键的是，激光辅助回收工艺所需的能量仅为生产新纤维的五分之一。在能源成本飙升与环保法规趋严的当下，这些优势极具战略意义。
该技术研发将持续至2025年底，隶属于德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）资助的DigiTain项目。目前，团队正致力于进一步提升工艺能效并优化再生纤维品质。研究人员认为，"再生材料顶级品质+超低工艺成本"的黄金组合，将成为推动这项新技术产业化的最强竞争力背书。
文章来源：http://shenzhen.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-15691.html
