دانشمندان راهی هوشمندانه برای بازیافت پره‌های فرسوده توربین‌های بادی پیدا کردند
دانشمندان راهی هوشمندانه برای بازیافت پره‌های فرسوده توربین‌های بادی پیدا کردند
پژوهشگران با استفاده از پالس‌های الکتریکی، ضایعات توربین‌های بادی را به مواد ارزشمندی تبدیل کردند که می‌توان از آن‌ها برای ساخت پره‌های مقاوم‌تر کرد.
پره‌های توربین بادی به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که دهه‌ها در برابر شرایط سخت محیطی دوام بیاورند. اما همین مقاومت بالا، بازیافت آن‌ها را پس از پایان عمر مفید دشوار می‌کند. این پره‌ها معمولاً از فایبرگلاس و رزین‌های پلیمری ساخته می‌شوند و دفن آن‌ها فضای زیادی اشغال می‌کند.
به‌گزارش گیزمودو، پژوهشگران دانشگاه چینهوا در چین با استفاده از روشی به نام «گرمایش ژولی لحظه‌ای» موفق شدند ضایعات پره‌های توربین بادی را به کاربید سیلیکون و گرافن تبدیل کنند؛ دو ماده‌ای که به دلیل استحکام و ویژگی‌های حرارتی مناسب، کاربردهای صنعتی گسترده‌ای دارند.
در روش جدید، مخلوطی از ضایعات آسیاب‌شده پره‌ها و کربن در معرض پالس‌های الکتریکی بسیار قوی قرار می‌گیرد. این پالس‌ها دمای مواد را ظرف چند میلی‌ثانیه به حدود ۲هزار درجه سانتی‌گراد یا بیشتر می‌رسانند و زمینه تبدیل آن‌ها به ترکیبات ارزشمند را فراهم می‌کنند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که حدود ۵۶ درصد مخلوط اولیه به ماده‌ای مرکب از ۳۴ درصد کاربید سیلیکون و ۶۶ درصد گرافن تبدیل می‌شود.
پژوهشگران برای بررسی کاربرد مواد بازیافتی، مقدار کمی از آن‌ها را به رزین اضافه کردند. نتایج نشان داد که افزودن تنها ۰٫۳ درصد وزنی از این ترکیبات، مقاومت رزین در برابر تغییر شکل هنگام کشش را ۲۷ درصد و هنگام خمش را ۹ درصد افزایش می‌دهد.
همچنین، افزودن ۰٫۱ درصد از مواد بازیافتی، توانایی انتشار گرما در رزین را ۴۱ درصد بهبود داد. این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که مواد استخراج‌شده از پره‌های فرسوده می‌توانند در تولید پره‌های جدید و مقاوم‌تر کاربرد داشته باشند.
روش جدید در مقایسه با بازیافت از طریق انحلال شیمیایی، انتشار گازهای گلخانه‌ای را ۹۲ درصد کاهش می‌دهد. این کاهش در مقایسه با روش بازیابی حرارتی به ۸۳ درصد می‌رسد.
پژوهشگران همچنین تخمین می‌زنند که در صورت تجاری‌سازی، فناوری جدید می‌تواند به‌ازای هر تن ضایعات پره، حدود ۸۰ دلار سود ایجاد کند. در مقابل، بازیافت با روش پیرولیز حدود ۴۶۰ دلار و انحلال شیمیایی حدود ۱۸۰۰ دلار به‌ازای هر تن هزینه دارد.
روش جدید می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از بازیافت را تا ۹۲ درصد کاهش دهد و مواد ارزشمندی تولید کند
بااین‌حال، فناوری جدید هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد. بزرگ‌ترین نمونه آزمایش‌شده فقط ۱۰ گرم وزن داشته و پژوهشگران اکنون رآکتوری با ظرفیت ۲۰۰ گرم ساخته‌اند که همچنان به بهینه‌سازی نیاز دارد.
هائو بی، نویسنده اصلی پژوهش، می‌گوید هنوز نمی‌توان پیش‌بینی کرد که این روش چه زمانی برای استفاده در نیروگاه‌های بادی آماده خواهد شد.
با وجود محدودیت‌ها، یافته‌ها نشان می‌دهند که ضایعات پره‌های توربین بادی می‌توانند به‌جای دفن‌شدن، به مواد اولیه ارزشمند برای تولید تجهیزات جدید تبدیل شوند. چنین رویکردی می‌تواند هزینه‌های بازیافت را کاهش دهد و به پایداری بیشتر صنعت انرژی بادی کمک کند.
پژوهش در ژورنال Chem Circularity منتشر شده است.