碳纤维增强聚合物（CFRP）应用广泛，但其回收仍是一个主要问题。据外媒报道，在最近的一项研究中，早稻田大学（Waseda University）的研究人员展示了创新直接放电电脉冲方法，可以高效且环保地分离CFRP以回收优质碳纤维。预计这项工作将有助于实现更可持续的环境。

（早稻田大学）

随着世界迅速发展，CFRP在实现技术和工业进步方面发挥着关键作用。这些复合材料重量轻且强度高，适合航空航天、汽车、风力发电和运动器材等各个领域。然而，回收CFRP面临着巨大的挑战，废料管理问题日益紧迫。传统回收方法需要高温加热或化学处理，这会导致高环境影响和高成本。此外，回收优质碳纤维也一直存在挑战，在这方面电液破碎法被视为有前景选项。在这种技术中，由高压放电等离子体产生的强冲击波脉冲沿着不同材料的界面施加，从而分离各种成分。

虽然这种方法比较合算，但为了获得更好的效果，早稻田大学创意科学与工程系教授Chiharu Tokoro领导的研究团队，包括Keita Sato、Manabu Inutsuka和Taketoshi Koita，提出了一种新颖的直接放电电脉冲方法，可以有效地回收CFRP。

Tokoro表示：“在之前的研究中，我们已经构建了利用电脉冲现象在水中产生冲击波的专业研究知识，以有效破碎难以加工的材料。然而，在锂离子电池等应用中，我们发现直接放电利用焦耳加热和材料本身的蒸汽膨胀，比起依赖冲击波更有利于实现高效分离。现在，我们将这种方法应用于CFRP，假设它可以比当前方法实现更有效的分离。”

直接放电电脉冲技术利用焦耳热生成、所产生的热应力和等离子体产生的膨胀力，无需加热或使用化学品。通过检测回收碳纤维的相应物理特性（包括长度、抗张强度、树脂粘附力和结构降解），以及纤维分离方面的能源效率，研究人员将该方法与电液破碎法进行了比较。结果发现，这种新技术对于碳纤维回收更有效。它可以保留相对较长、强度更高的纤维，并将CFRP精确地分离成单个纤维，而不会在表面保留任何残留树脂。此外，与传统替代方法相比，这种直接放电方法可将能源效率提高至少10倍，同时减少环境影响并促进资源利用。

因此，该技术有望加速CFRP回收，为可持续社会发展做出重大贡献。Tokoro表示：“该研究成果具有广泛的应用，适合从废旧飞机部件、汽车废料和风力涡轮机叶片中回收CFRP。通过实现高效资源回收和减少环境影响，这一当前创新将有利于各行业的可持续发展。”