新技術でCFRPから炭素繊維を加熱・薬剤レス、エネルギー効率10倍で回収

資源循環型社会の構築に向け、処理困難な材料の前処理法として期待

2024年12月16日

早稲田大学

新技術でCFRPから炭素繊維を加熱・薬剤レス、エネルギー効率10倍で回収

資源循環型社会の構築に向け、処理困難な材料の前処理法として期待

詳細は、早稲田大学HPをご覧ください。

発表のポイント

●電気パルス直接放電法を用いて炭素繊維強化プラスチック（CFRP）から炭素繊維を効率的に回収する手法を開発

● 開発技術は、加熱や薬剤を必要とせず、従来の破砕法に比べ長繊維で、加熱法に比べ高強度の炭素繊維を回収可能。また、従来の電気パルス法をさらに改良し、エネルギー効率10倍増を達成

● 現状では有効な解体方法がないCFRP廃棄物の前処理法として有望

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）※1は、高強度かつ軽量な特性から航空機や自動車、風力発電など広く利用されていますが、そのリサイクルは困難であり、資源循環型社会の構築において大きな課題となっています。

早稲田大学理工学術院の所千晴（ところ ちはる）教授、同大学大学院院創造理工学研究科博士課程１年の佐藤啓太（さとう けいた）、同大学カーボンニュートラル社会研究教育センターの犬束学（いぬつか まなぶ）准教授、同大学理工学術院の小板丈敏（こいた たけとし）講師らの研究グループは、電気パルス直接放電法を用いて、CFRPから炭素繊維を効率的かつ高純度に回収する新技術を開発しました。

従来の電気パルス水中破砕法と比較し、新規法ではジュール熱発熱と絶縁破壊による樹脂の気化と膨張力を活用して、炭素繊維の長さや強度をほぼ維持したまま回収可能であることを示しました。さらに、新規法ではエネルギー効率が従来法の約10倍高いことも確認されました。本研究は、従来の破砕法や加熱法だけでは困難であったCFRP廃棄物の高効率で低環境負荷なリサイクルに新たな可能性を提供するものです。

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202412131632-O2-YtINsAtx】

図：本研究にて開発した電気パルス直接放電法

本研究成果は、国際学術出版社であるNature Research社発行による『Scientific Reports』誌に2024年11月30日（土）（現地時間）に掲載されました。論文名：Efficient recovery of carbon fibers from carbon fiber-reinforced polymers using direct discharge electrical pulses