Новый химический процесс не ограничивается лопатками ветряных турбин, но работает со многими различными так называемыми эпоксидными композитами, армированными волокнами, включая некоторые материалы, армированные особенно дорогостоящими углеродными волокнами.
Таким образом, этот процесс может способствовать созданию потенциальной экономики замкнутого цикла в ветротурбинной, аэрокосмической, автомобильной и космической промышленности, где эти армированные композиты, благодаря их легкому весу и длительному сроку службы, используются для несущих конструкций.
Долговечность лезвий, рассчитанных на длительный срок службы, создает проблему для окружающей среды. Лопасти ветряных турбин в основном оказываются на свалках отходов, когда они выводятся из эксплуатации, потому что их чрезвычайно трудно сломать.
Если решение не будет найдено, к 2050 году во всем мире накопится 43 миллиона тонн отходов лопастей ветряных турбин.
Недавно открытый процесс является доказательством концепции стратегии утилизации, которая может быть применена к подавляющему большинству как существующих лопастей ветряных турбин, так и тех, которые в настоящее время производятся, а также к другим материалам на основе эпоксидной смолы.
Результаты только что были опубликованы в ведущем научном журнале Природа, и Орхусский университет совместно с Датским технологическим институтом подали заявку на патент на этот процесс.
В частности, исследователи показали, что, используя катализатор на основе рутения и растворители изопропанол и толуол, они могут отделить эпоксидную матрицу и высвободить один из исходных строительных блоков эпоксидного полимера, бисфенол А (BPA), и полностью неповрежденные стеклянные волокна за один процесс.
Однако этот метод еще не сразу масштабируется, поскольку каталитическая система недостаточно эффективна для промышленного внедрения, а рутений - редкий и дорогой металл. Поэтому ученые из Орхусского университета продолжают свою работу по совершенствованию этой методологии.
"Тем не менее, мы рассматриваем это как значительный прорыв в разработке долговечных технологий, которые могут создать замкнутую экономику для материалов на основе эпоксидных смол. Это первая публикация о химическом процессе, который позволяет избирательно разбирать эпоксидный композит и выделять один из наиболее важных строительных блоков эпоксидного полимера, а также стеклянные или углеродные волокна, не повреждая последние в процессе", - говорит Троэльс Скридструп, один из ведущих авторов исследования.
Троэльс Скридструп - профессор химического факультета и междисциплинарного центра нанонауки (iNano) Орхусского университета.
Исследование проводится при поддержке проекта CETEC (Экономика замкнутого цикла для термореактивных эпоксидных композитов), который является партнерством между Vestas, корпорацией Olin, Датским технологическим институтом и Орхусским университетом.
Комментарии