Araştırmacılar yoğun ısı darbesiyle rüzgar türbini kanatlarını değerli malzemelere dönüştürüyor

Rüzgar enerjisi, iklim krizi için “en ucuz ve en ölçeklenebilir çözümlerden biri” olarak tanımlanıyor, ancak bu alandaki hızlı büyüme giderek artan bir endişe yaratıyor. Avrupa genelinde ve çevresindeki sularda dağınık halde bulunan türbinler, yoğun UV radyasyonundan güçlü rüzgar hamlelerine, aşırı sıcaklıklara ve hatta yıldırım düşmesine kadar en zorlu koşullara dayanacak şekilde tasarlanıyor.

Bir rüzgar türbininin toplam kütlesinin yaklaşık yüzde 85 ila 90'ı geri dönüştürülebiliyor, ancak kanatların dayanıklılığı, geriye kalan bileşenlerin yeniden işlenmesini zorlaştırıyor. Rüzgar türbini kanatları Avrupa'daki çöplükleri dolduruyorBu nedenle birçok türbin kanadı, genellikle 20 yıllık kullanımın ardından devreden çıkarıldıktan sonra, atık sahalarına gidiyor ya da yakılıyor.

Avrupa'da her yıl devreden çıkarılan kanat atıklarının miktarının, yaşlanan filoların kullanım ömrünün sonuna gelmesiyle, 2025'te 20.000 ton iken 2030'a kadar 55.000 tona çıkacağı öngörülüyor. WindEurope, Avrupa rüzgar enerjisi sektörünün birlik kuruluşu, bunu ele almak için geçen yıl yürürlüğe giren, sektör genelinde gönüllü bir depolama yasağı başlattı.

Kuruluş, bu yasağın resmi mevzuata geçirilmesi için AB politika yapıcılarına çağrıda bulunuyor ve bunun sürdürülebilir geri dönüşüm teknolojilerinin geliştirilmesini daha da hızlandıracağını savunuyor. Rüzgar türbini kanatları flash joule ısıtmaya tabi tutuluyorAraştırmacılar, geri dönüştürülmesi zor rüzgar türbini kanatlarına ikinci bir hayat vermek için yeni bir yol keşfetti, bunları “kısa fakat yoğun bir ısı patlamasına” maruz bırakıyorlar.

Bilim dergisi Chem Circularity (kaynak İngilizce)'de yayımlanan çalışma, ‘flash joule heating’ adı verilen işlemin, genellikle silika içeren cam elyafı ve karbon bakımından zengin polimer reçineden yapılan kanatları, üretimde değerli iki malzeme olan silisyum karbür ve grafene dönüştürebildiğini ortaya koydu. Kanatlar saniyeler içinde yaklaşık 2.000°C'ye kadar ısıtıldı; bu kadar yüksek sıcaklıklarda karbon, silika ile tepkimeye girerek, sert ve ısıya dayanıklı bir malzeme olan silisyum karbür oluşturabiliyor.

Karbon, bu koşullar altında, dayanıklılığı ve ısı ile elektriği iletme kabiliyetiyle bilinen bir malzeme olan grafene de yeniden düzenlenebiliyor. Araştırma ekibi, parçalanmış kanatları ısıtmadan önce başka malzemelere eklemenin, yeni malzemenin yeni rotor kanatları üretimi için daha kullanışlı hale gelmesini sağladığını tespit etti.

Geri kazanılan malzemelerin ağırlıkça sadece yüzde 0,3'ü bile, reçineyi daha sert ve daha dayanıklı hale getirerek, çekme altında deformasyona direncini yüzde 27, bükülme altında ise yüzde 9 artırabildi.“Silisyum karbür ve grafen karışımı, yeni rüzgar türbini kanatları için reçinelere yeniden katılabilir ve bunların mekanik ve termal özelliklerini iyileştirebilir” diyor Çin'deki Tsinghua Üniversitesi'nden kıdemli yazar ve kimya ile çevre mühendisi Bing Deng.“Bu, geri dönüşümden daha fazlası, bu bir upcycling. Biz, çok az değeri olan bir şeyi çok daha değerli bir şeye dönüştürüyoruz.”