Abstract
Le fibre di carbonio (CFs) sono usate in un numero sempre crescente di settori come l’automotive, aerospace e difesa, nautica, pale eoliche e oggetti per sport e tempo libero, grazie alle loro proprietà meccaniche associate al loro basso peso. Oltre il 97% delle CFs sono utilizzate come rinforzo in materiali compositi ed una grande parte di queste (95%) sono processate in matrici plastiche per la produzione di materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio (CFRCs). Negli ultimi anni c’è stato un notevole incremento nell’uso di CFRCs e ulteriori sviluppi sono attesi fino a raggiungere la domanda di 208 000 tonnellate/anno nel 2020. In questo mercato, particolarmente influente risulta, soprattutto per la Regione Emilia Romagna, il settore automobilistico, che investe nell’alleggerimento del mezzo di locomozione per determinare un minor consumo di carburante e quindi minori emissioni di inquinati in atmosfera. Accanto a ciò, sempre al fine di garantire un’adeguata protezione ambientale, si è sviluppata la necessità di contenere l’utilizzo di materie prime e l’accumulo di rifiuti non più riutilizzabili. In RER è consolidata la presenza di una vera e propria “Carbon Valley” che parte da produttori di compositi in fibra di carbonio, di resine termoindurenti per compositi, di trasformatori e di utilizzatori finali. Tuttavia, una delle principali problematiche irrisolte relative al CFRPs riguarda il loro smaltimento a fine vita e la realizzazione di una filiera del recupero e riciclo dei compositi per il riutilizzo delle fibre di carbonio (materiale ad alto valore aggiunto) per la realizzazione di nuovi manufatti ecosostenibili. Questa nuova filiera innovativa, in linea con i principi dell’economia circolare, potrebbe consentire da un lato alle Aziende della RER di consolidare la propria posizione di mercato e dall’altro di consentire la nascita di nuove imprese (incremento di occupati anche con Alta Formazione) per chiudere l’approccio “cradle to cradle”. In questo contesto, il progetto di alta formazione alla ricerca è volto verso la produzione di materie prime seconde mediante pirolisi da materiali di riciclo industriale, con filiera produttiva destinata a produttori di materiali di base e produttori di materiali e di trasformazione in componenti finiti. La pirolisi, che sarà effettuata in collaborazione con CURTI S.p.A, può essere un metodo efficiente per il riciclo dei compositi polimerici in fibra di carbonio (CFRP). Il processo pirolitico conduce a prodotti in tre stati fisici della materia. La frazione gassosa, chiamata syngas, può essere utilizzata come fonte energetica per alimentare il processo stesso. La frazione di olio può essere utilizzata come combustibile o come chemical feedstock. Il residuo solido contiene sostanzialmente le fibre di carbonio che possono essere isolate e recuperate per la produzione di nuovi materiali compositi, chiudendo così il ciclo di vita del composito in un approccio "cradle to cradle". Questi tre flussi saranno accuratamente analizzati e caratterizzati in termini di composizione per l’olio e il gas. Inoltre, sarà di fondamentale importanza correlare l'aspetto e le proprietà delle fibre ottenute a partire da diverse materie prime e con condizioni operative (che possono essere significativamente differenti), con le prestazioni di rinforzo nei nuovi materiali CFRP ottenuti con fibre di riciclo. In particolare, verranno caratterizzati i materiali in ingresso al pirolizzatore e i relativi prodotti in uscita. Saranno effettuate correlazioni per ottimizzare il processo pirolitico al variare dei parametri di processo (pressione, temperatura, ecc) e delle materie prime utilizzate. Inoltre, si studieranno i migliori sistemi tecnologici per l’abbattimento di possibili inquinanti e si valorizzeranno al meglio i prodotti in uscita dal processo di pirolizzazione. Infine, saranno valutati in collaborazione con aziende del settore di produzione di man
Dettagli del progetto
Responsabile scientifico: Loris Giorgini
Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Chimica Industriale "Toso Montanari"
Coordinatore:
ALMA MATER STUDIORUM - Università di Bologna(Italy)
Partner:
Curti Costruzioni Meccaniche S.p.A
(Italy)
Contributo totale di progetto: Euro (EUR) 86.743,44
Durata del progetto in mesi: 36
