Cam elyaf elde etme: Yeni bir süreç, rüzgar türbini rotorlarından epoksi reçineyi eritiyor
Rüzgâr türbinleri, iklim değişikliği ile mücadelede hayati öneme sahiptir. Ancak ömürlerinin sonuna geldiklerinde rotor kanatları çok fazla atık oluşturur. Nature dergisinde yayınlanan yeni araştırma, daha sürdürülebilir bir altyapının nasıl inşa edileceğini gösteriyor. Rüzgar türbini kanatlarının temel bileşenlerini geri dönüştürmenin ve cam elyafı bileşenlerini nazikçe geri kazanmanın kimyasal bir yolunu gösteriyorlar.
Rüzgar türbinlerinin rotor kanatları son derece sağlamdır. En iyi ihtimalle onlarca yıl dayanırlar ve bu süre zarfında genellikle dakikada 30 defaya kadar dönerler. Ancak bir rüzgar türbinini sökme zamanı geldiğinde, gücü bir zayıflığa dönüşerek geri dönüşümü zorlaştırabilir. Ve 2050 yılına kadar 43 milyon tona kadar rotor kanadı kullanımdan kaldırılabilir.
Rotor kanatlarının gücü bir zayıflık haline gelir
Rüzgar türbini kanatları, epoksi reçine adı verilen sert bir plastikten yapılmıştır. Malzeme katılaştığında oluşan kimyasal bağlar nedeniyle, plastik plastik şişelerin yapıldığı gibi eritilemez ve yeni bir şekle preslenemez. Ek olarak, mukavemeti arttırmak için reçineye cam elyafları eklenir. Bu tür güçlendirilmiş malzeme – camla güçlendirilmiş plastik veya daha yaygın olarak cam elyafı olarak adlandırılır – genellikle uçakların ve teknelerin kanatlarında kullanılır.
Danimarka’daki Aarhus Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı ve yeni çalışmanın baş yazarı Alexander Ahrens, “Bu malzemeler çok dayanıklı olduğu için şu anda onları geri dönüştürecek uygun bir teknoloji yok” diyor. “Sürdürülebilir enerjiye ihtiyacımız var ama aynı zamanda israfa da bakmamız ve ona çözüm bulmamız gerekiyor.”
Rotor kanatlarını 160 santigrat dereceye ısıtın
Cam elyafını parçalamanın birkaç yöntemi olsa da, bu yöntemler tipik olarak epoksi kısmı kullanılamaz hale getirir ve çoğu zaman cam elyafına da zarar verir. Aarhus araştırmacıları, ana bileşenlerin yeniden kullanılabileceği kadar nazik bir yöntem geliştirmek istediler.
Aarhus’ta kimya profesörü olan Troels Skrydstrup, plastiği yerinde tutan ve “Pac-Man gibi yiyen: epoksi reçinesini yer ve cam liflerini serbest bırakan” kimyasal bağları hedef alan bir çözüm buldular. çalışma.
Araştırmacılar, epoksi malzemeleri ayrıştırmak için bunları bir çözücü karışımına batırdı ve kimyasal reaksiyonu hızlandıran bir katalizör ekledi. Hedef malzeme tamamen bozulana kadar her şeyi 16 saatten birkaç güne kadar 160 santigrat dereceye kadar ısıttılar.
İlk testlerden sonra, araştırmacılar bu yöntemi yaklaşık 2,5 santimetre çapındaki bir rüzgar türbini kanadını parçalamak için kullandılar. Altı gün sonra sonuç, neredeyse bozulmamış cam elyafı (ve çoğu türbin kanadının içinden geçen destek tabakası) ve yeni malzemelerde yeniden kullanılabilen diğer bileşenlerdi.
Cam elyafı geri kazanma yaklaşımı
Skrydstrup, bilim adamlarının hem plastiğin tuğlalarını hem de içerdiği cam liflerini zarar vermeden geri kazanmak için cam takviyeli bir plastiği ilk kez parçalayabildiklerini söylüyor.
Rotor kanatları sadece birkaç santimetre değil, yüz metreye kadar uzunluktadır. Bu nedenle, önümüzdeki birkaç on yılda kullanımdan kaldırılacak olan milyonlarca ton rüzgar türbininin geri dönüştürülmesi sürecini hızlandırmak zor olabilir. Skrydstrup, “Başkalarına bu yönde ilerlemeleri için ilham verebilecek bir kavram kanıtına sahip olmanın önemli olduğunu düşünüyorum” diyor.
Endüstriyel ölçekli kimyasal geri dönüşüm
Washington Üniversitesi’nde kimyasal geri dönüşüm üzerine çalışan bir profesör olan Julie Rorrer de aynı fikirde. Yaklaşım heyecan verici çünkü Danimarkalı araştırmacılar sürecin gerçek atıklarla çalıştığını gösterdiler. Bir sonraki adım, bunun endüstriyel ölçekte nasıl çalışabileceğini bulmak olacaktır. Veya sürecin ekonomik olacak kadar hızlı ve verimli olması için nelerin ayarlanması gerektiğini belirlemek.
Ticari operasyonun önündeki potansiyel engellerden biri, araştırmacıların geri dönüşüm yönteminde kullanılan katalizörün rutenyum adı verilen pahalı bir metale dayalı olmasıdır. Araştırmacılar bu metalin çoğunu tükettiler ve reaksiyonda tüketilmese de geri kazanılması ve yeniden kullanılması zor olabilir.
Bıçakların endüstriyel geri dönüşümü için daha uygun olan başka yöntemler olabilir. Troels Skrydstrup’un laboratuvarı, rüzgar türbini üreticisi Vestas’ın bu yılın başlarında işaret ettiği gibi, türbin kanatlarını da söken ikinci bir yöntem geliştirdi.
Skrydstrup’a göre bu, ticari ölçekte daha iyi yapılabilecek iki aşamalı bir süreç. Ekip şu anda sonuçları bilimsel dergilere sunmak için çalıştığı için henüz ayrıntı yok.
Julie Rorrer’in dediği gibi, şu anda yeni geri dönüşüm seçenekleri arayışında gerçek bir patlama var. Ve haklı olarak: “Çöpte değerli şeyler var.”
(jle)
Haberin Sonu