虽然风力发电目前占全球电力生产的6%,但需要克服的一个主要障碍是废弃涡轮机的处置。大多数涡轮叶片由玻璃纤维制成,很难回收利用。结果,每年有数以万计的废弃涡轮叶片进入垃圾填埋场。

现在,密歇根州立大学可能已经找到了解决这个问题的方法。那里的研究人员开发了一种新的涡轮叶片材料,可以在其使用寿命结束时轻松回收。

通过将玻璃纤维与植物衍生的聚合物和合成聚合物相结合,John Dorgan 博士及其同事开发了一种可以重铸成新产品的热塑性树脂。

为了回收由新树脂制成的面板,该团队将用过的复合材料溶解在新鲜的单体中,物理上去除了玻璃纤维。然后,他们能够将材料重铸成新的复合板,制造出具有与其前身相同的物理性能的新刀片。

此外,该团队的工作表明,再生碳纤维复合材料的其他应用可能是可能的。例如,研究人员发现,在碱性溶液中消化树脂会产生乳酸钾,乳酸钾通常用于糖果和运动饮料。乳酸钾甚至可以用来制作受世界各地儿童喜爱的熊软糖。

John Dorgan 博士在参加美国化学学会(ACS)的秋季会议时告诉 Aodok.com :

“我们的树脂系统的美妙之处在于,在其使用周期结束时,我们可以溶解它,并将其从它所在的任何基质中释放出来,以便它可以在无限循环中一遍又一遍地使用。”

下一步是研究人员使用这种材料建造测试涡轮叶片。至于潜在的食品级用途,问题是公众是否愿意吃曾经用于这种明显不可食用的应用的东西。多数的回应是,碳原子就是碳原子,不管它来自哪里。

随着风力涡轮机变得越来越普遍,它们的处置问题变得更加明显,风力涡轮机叶片由复合材料制成,例如增强玻璃或碳纤维以及聚合物基质。这使得它们坚韧而灵活,但也很难回收利用。

包括 Aker Offshore Wind,贸易机构 Composites UK,斯特拉斯克莱德大学先进复合材料集团和轻量化制造中心的研究人员以及其他合作伙伴在内的财团,正在开发新的复合材料回收技术。

该技术由斯特拉斯克莱德大学开发,将分离叶片中的玻璃纤维和树脂成分,并回收玻璃纤维成分,然后可以对其进行再加工,模塑和再利用。该项目得到了英国政府创新机构 Innovate UK 的130万英镑资助。

Composites UK 的可持续发展经理兼整体项目负责人 Malcolm Forsyth,将该项目描述为在英国建立复合材料商业回收路线的重要一步。认为结合玻璃纤维和聚合物树脂体系的复合材料,在使英国经济向净零排放过渡方面发挥着巨大作用。

Aodok 认为风力发电正在经历许多创新,我们需要在报废时进行有效的回收,以确保复合材料在未来实现高水平的循环利用。

根据全球风能理事会(GWEC)的数据,2020年是全球风电行业历史上最好的一年,新增装机容量为93千兆瓦(GW)。

虽然风能是最具成本竞争力的能源之一,但迄今为止,其增长还不足以确保世界到2050年实现净零排放。要做到这一点,我们需要在未来十年内将风力发电的安装速度提高三倍。

随着风力发电量的不断增强,回收废旧叶片的问题将变得更加尖锐。预计到2050年,仅风力涡轮机叶片产生的废物就将达到全球约200万吨。

因此,密歇根州立大学团队和其他全球创新者所做的工作至关重要。