طور باحثون دنماركيون في جامعة آرهوس عملية كيميائية يمكنها تفكيك مركب الإيبوكسي لشفرات توربينات الرياح – وفي نفس الوقت استخراج ألياف زجاجية سليمة بالإضافة إلى إحدى اللبنات الأصلية لراتنج الإيبوكسي بجودة عالية. يمكن استخدام المواد المسترجعة في إنتاج شفرات جديدة.
نُشرت الورقة البحثية في المجلة نيتشر العلمية الرائدة، وقدمت جامعة آرهوس، بالاشتراك مع المعهد التكنولوجي الدنماركي، بطلب للحصول على براءة اختراع لهذه العملية.
لا تقتصر العملية الكيميائية الجديدة على شفرات توربينات الرياح ولكنها تعمل على العديد من المركبات المختلفة المعروفة باسم مركبات الإيبوكسي المعززة بالألياف، بما في ذلك بعض المواد المعززة بألياف الكربون المكلفة بشكل خاص.
وبالتالي، يمكن أن تساهم العملية في إنشاء اقتصاد دائري محتمل في صناعات توربينات الرياح والفضاء والسيارات والفضاء، حيث تُستخدم هذه المركبات المعززة، نظرًا لوزنها الخفيف ومتانتها الطويلة، في الهياكل الحاملة.
بعد ستة أيام من التحفيز في المختبر، تم إذابة قطعة من شفرة توربينات الرياح في ألياف زجاجية سليمة و وبيسفينول آ (bisphenol A)، والتي يمكن استخدامها في إنتاج شفرات جديدة – بالإضافة إلى جزء صغير من أوليغومرات مختلفة، والتي لا يمكن إعادة تدويرها. تم صب القطعة المعدنية في الجناح كجزء من الحماية من الصواعق لتوربينات الرياح.
كونها مصممة لتدوم، تشكل متانة الشفرات تحديًا بيئيًا. تنتهي شفرات توربينات الرياح في الغالب في مدافن النفايات عندما يتم إيقاف تشغيلها، لأنه من الصعب للغاية تحطيمها.
إذا لم يتم العثور على حل، فسنكون قد تراكمت لدينا 43 مليون طن متري من نفايات ريش توربينات الرياح على مستوى العالم بحلول عام 2050.
العملية المكتشفة حديثًا هي إثبات لمفهوم استراتيجية إعادة التدوير التي يمكن تطبيقها على الغالبية العظمى من شفرات توربينات الرياح الحالية وتلك الموجودة حاليًا في الإنتاج، بالإضافة إلى المواد الأخرى القائمة على الإيبوكسي.
على وجه التحديد، أظهر الباحثون أنه باستخدام محفز أساسه الروثينيوم ومذيبات الأيزوبروبانول والتولوين، يمكنهم فصل مصفوفة الايبوكسي وإطلاق أحد لبنات البناء الأصلية لبوليمر الإيبوكسي، وهو ثنائي الفينول أ (BPA)، وألياف زجاجية سليمة تمامًا في عملية واحدة.
ومع ذلك، فإن الطريقة ليست قابلة للتطوير على الفور حتى الآن، لأن النظام التحفيزي ليس فعالًا بما يكفي للتنفيذ الصناعي – والروثينيوم معدن نادر ومكلف. لذلك، يواصل العلماء من جامعة آرهوس عملهم على تحسين هذه المنهجية.
علق ترولز سكريدستروب، الأستاذ في قسم الكيمياء ومركز علم النانو متعدد التخصصات (iNANO) في جامعة آرهوس وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة، “ومع ذلك، فإننا نعتبرها تقدمًا مهمًا في تطوير تقنيات متينة يمكنها إنشاء اقتصاد دائري للمواد القائمة على الايبوكسي. هذا هو المنشور الأول لعملية كيميائية يمكن أن تفكك بشكل انتقائي مركب إيبوكسي وعزل واحدة من أهم اللبنات الأساسية للبوليمر الإيبوكسي وكذلك الزجاج أو ألياف الكربون دون إتلاف الأخير في هذه العملية. “
يتم دعم البحث من قبل مشروع الاقتصاد الدائري لمركبات الإيبوكسي الحرارية (CETEC)، وهو شراكة بين فيستاس (Vestas) وأولين كوربوريشن (Olin Corporation) والمعهد التكنولوجي الدنماركي وجامعة آرهوس.
0 تعليق