Il riciclaggio dei materiali compositi potrebbe costare fino al 70% in meno e portare a una riduzione del 90-95% delle emissioni di CO ₂ emissioni rispetto alla produzione standard.

Negli ultimi anni c'è stata una maggiore attenzione all'economia circolare e un'accresciuta domanda di prodotti realizzati con materiali riciclabili, tuttavia molti materiali possono essere riciclati solo tante volte prima che inizino a consumarsi.

È il caso dei compositi in polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP), materiali non biodegradabili che, fino ad ora, non disponeva di un metodo di riciclaggio praticabile.

I compositi CRFP sono presenti in prodotti come turbine eoliche, parti di aeroplani, veicoli come automobili e navi, e la tecnologia di tutti i giorni come laptop e telefoni cellulari.

In genere vengono smaltiti in discarica o mediante incenerimento, che rappresentano una minaccia significativa sia per l'ambiente che per la salute pubblica.

La stragrande maggioranza dei metodi di riciclaggio esistenti provoca anche una notevole riduzione delle proprietà meccaniche e fisiche del materiale recuperato, indebolendo la sua funzionalità principale.

I ricercatori della School of Civil Engineering dell'Università di Sydney hanno sviluppato un metodo ottimizzato per riciclare i compositi CFRP mantenendo il 90% della loro forza originale.

"A livello globale e in Australia c'è stata una marcia verso migliori processi di riciclaggio, tuttavia c'è spesso la convinzione che un materiale possa essere riciclato un numero infinito di volte, semplicemente non è così. La maggior parte dei processi di riciclaggio riduce le proprietà meccaniche o fisiche dei materiali, ", ha affermato il ricercatore capo dello studio, il dott. Ali Hadigheh.

"Fino ad ora, è stato impossibile riciclare continuamente prodotti fatti di fibre di carbonio. Dato che la maggior parte del riciclaggio comporta la triturazione, taglio o molatura, le fibre sono consumate, diminuire la redditività di un prodotto futuro, " ha detto il dottor Hadighah.

"Questo rappresenta un'enorme sfida e minaccia per il nostro ambiente, in quanto ha portato alla produzione di fibra di carbonio vergine che contribuisce in modo significativo alle emissioni di gas serra.

"Per combattere questo problema e sostenere una vera economia circolare, abbiamo sviluppato un metodo efficiente ed economico per riciclare la fibra di carbonio, che è presente nei tablet fino alle BMW."

"Per fare questo abbiamo utilizzato un sistema a due fasi, processo ottimizzato. Il primo passo è chiamato "pirolisi, " che scompone un materiale usando il calore, ma carbonizza notevolmente i materiali che gli impedisce di sviluppare un buon legame con una matrice di resina. Il secondo processo, ossidazione, utilizza alte temperature per rimuovere questo char.

"La pirolisi e l'ossidazione da sole non bastano a preservare le fibre di carbonio e questi processi esistono già da tempo. Per garantire un recupero di alta qualità ed efficienza economica, la decomposizione termica dei CFRP deve essere guidata analizzando l'energia necessaria per avviare una reazione chimica nel composito, e separare le fibre di carbonio dalla matrice di resina circostante.

"Ciò che rende il nostro metodo così efficace è che abbiamo aggiunto parametri specifici, come la temperatura, velocità di riscaldamento, atmosfera o tempo trascorso ad essere ossidato e riscaldato, che preservano la funzionalità della fibra di carbonio."

"Abbiamo intrapreso il progetto con l'obiettivo di produrre alta qualità, materiali strutturali a basso costo realizzati con compositi in fibra di carbonio riciclata, per l'uso in settori dall'aerospaziale e automobilistico fino agli articoli sportivi, alle energie rinnovabili e all'edilizia."

Nel 2010, la produzione globale di polimeri rinforzati con fibre (FRP) è stata di circa 6 milioni di tonnellate con una crescita prevista del 300% nel prossimo decennio. Con questa proiezione, il consumo di FRP supererà i 18 milioni di tonnellate entro il 2025, con un valore del prodotto finale di 80 miliardi di dollari australiani.

"L'Australian National Waste Report 2016 conclude che l'uso di materiali compositi sta creando sfide future per il riciclaggio. In poche parole, se non sviluppiamo metodi efficienti ed economici per riciclare i compositi in fibra di carbonio, rischiamo di danneggiare l'ambiente in modo significativo, " ha detto il dottor Hadighah.