Ford將汽車廢塑膠升級再造為石墨烯

 

刊登日期:2022/8/1
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美國萊斯大學(Rice University)與福特汽車(Ford)開發了一項可有效率地回收報廢汽車中所含塑膠之製程。此項研究活用了獨家「閃蒸石墨烯製造技術(Flash Graphene Process)」,將汽車保險槓、座椅等材料轉換為石墨烯之後,並利用石墨烯升級再造(Upcycl)為新的汽車材料。
 
目前全球乘用車總數推估約有14億輛,然而為了達到減輕車體重量以提高燃油效率之目的,SUV的平均塑膠使用量已增加至每輛車350公斤,因此使用後的廢棄處理已成為社會問題。為了有效利用資源,同時儘量減少對環境的影響,例如歐盟就揭示了回收車體重量95%以上零組件的目標。
 
有別於熔化後易於再利用的PET瓶,由多種材料複雜組合而成的汽車塑膠零組件在材料的分離上較為困難。對此,福特汽車注意到萊斯大學在2020年發表的「閃蒸石墨烯製造技術」。該技術是將混合塑膠粉末與焦炭(Cokes)置入專用反應器中,瞬間(閃蒸)加熱至約3,000 K,且所有非碳元素以氣體形式釋放後形成的亂層石墨烯。此項製程具有無需溶劑且使用較少能量的優點。
 
福特F-150客貨兩用車的保險槓、墊圈、地墊、座椅、門箱等組件使用了聚丙烯、聚氨酯、聚醯胺等多種塑膠。萊斯大學則將報廢的F-150組件在未經清洗或分選的狀態下予以粉碎,並經過2階段的電流閃蒸後取得閃蒸石墨烯。理論上,可以回收大約初始重量的25%。
 
石墨烯具有導電性、熱穩定性及化學穩定性,因此在強化塑膠特性的添加劑用途亦備受關注。將實驗中取得的閃蒸石墨烯僅以0.1%添加於聚氨酯發泡材料之後,確認拉伸強度提高34%,低頻噪聲的吸收能力提高了25%,而此成果也超出了福特的預期。此外,新製程中使用的能源、水量及排放的溫室氣體明顯低於其他石墨烯的生產方法,且在製程中獲得的蠟、油等物質亦可予以回收,因此添加了閃蒸石墨烯的塑膠可再度回復成石墨烯。由此可知此項技術是一項循環回收再利用的良好實例。

資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220701_flashy-upgrade.html
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