Ученые создали новую смолу для эколопастей ветряных турбин
Исследователи использовали эту смолу, пригодную для переработки биомассы, для создания прототипа 9-метровой лопасти. Растущая зависимость от энергии ветра приводит к увеличению числа работающих ветряных турбин. Но когда срок службы этих турбин подходит к концу, они, как и любые другие отходы, оказываются на свалках.
К сожалению, ожидается, что к 2050 году глобальный объем отходов от лопастей ветряных турбин может превысить 43 миллиона тонн. Это вызывает опасения по поводу воздействия на окружающую среду, так как лопасти ветряных турбин в основном изготавливаются из неперерабатываемых материалов.
Исследователи активно ищут устойчивое решение, и Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) представила одну из таких альтернатив.
Они создали новый тип смолы для лопастей ветряных турбин из биоресурсов. Новая смола предназначена для химической переработки, что позволяет восстанавливать и повторно использовать компоненты лопастей.
Это позволит предотвратить выброс старых лопастей на свалки. Новая смола получила название PECAN, что расшифровывается как PolyEster Covalently Adaptable Network.
«Метод PECAN для создания лопастей ветряных турбин, пригодных для вторичной переработки, - это очень важный шаг в наших усилиях по созданию циркулярной экономики энергетических материалов», - сказал Джони Грин, заместитель директора лаборатории NREL по механическим и теплотехническим наукам.
Исследователи использовали эту смолу, полученную из биомассы, для создания прототипа 9-метрового лезвия. Интересно, что они обнаружили, что новая смола по своим характеристикам соответствует текущему промышленному стандарту лопастей. Используемые в настоящее время лопасти изготавливаются из термореактивной смолы.
В настоящее время ветряные лопасти могут быть механически переработаны по истечении 20-летнего срока службы. Процесс утилизации включает в себя измельчение старых лопастей для использования в качестве наполнителя для бетона.
Новые лопасти на основе смолы предлагают простой метод утилизации. В ходе испытаний мягкий химический процесс смог полностью разрушить прототип лопасти из смолы всего за шесть часов.
«Химический процесс переработки позволяет извлекать компоненты лезвий и использовать их снова и снова, что дает возможность повторного производства одного и того же продукта», - отмечают авторы в пресс-релизе.
Интересно, что смола, созданная на основе биовыводимых сахаров, противоречит традиционному представлению о том, что лопасти, подлежащие вторичной переработке, будут менее эффективными. Опасения по поводу этих материалов заключаются в том, что они могут сделать лезвие более восприимчивым к «ползучести» - процессу, при котором лезвие теряет свою форму.
«То, что что-то является биологически чистым или пригодным для вторичной переработки, не означает, что оно будет хуже», - сказал Ник Роррер, соответствующий автор.
Роррер добавил: «Это действительно бросает вызов развивающемуся представлению в области полимерной науки о том, что нельзя использовать перерабатываемые материалы, потому что они будут неэффективны или слишком сильно деформируются».
В процессе химической переработки лезвие распадается на составляющие компоненты, которые затем могут быть восстановлены для производства новых изделий. Таким образом, речь идет о круговом подходе к управлению материалами.
Примечательно, что композиты, изготовленные из смолы PECAN, сохранили свою форму и выдержали ускоренное воздействие погодных условий.
Хотя ветряные лопасти могут быть очень большими, небольшой 9-метровый прототип продемонстрировал технологии производства, необходимые для изготовления более крупных лопастей для коммерческого использования.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.