دانشمندان موفق به توسعه روشی شده‌اند که با استفاده از حرارت بسیار شدید در چند ثانیه، تیغه‌های فرسوده توربین‌های بادی را به مواد صنعتی ارزشمند تبدیل می‌کند. این فناوری می‌تواند یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر را برطرف کند.
به گزارش ایران‌جیب، پژوهشگران دانشگاه تسینگهوا چین روشی نوآورانه برای بازیافت تیغه‌های مستعمل توربین‌های بادی ارائه کرده‌اند که می‌تواند پسماندهای دشواربازیافت این صنعت را به مواد اولیه ارزشمند برای تولید تجهیزات جدید تبدیل کند.
در حالی که حدود 85 تا 90 درصد وزن توربین‌های بادی قابلیت بازیافت دارد، تیغه‌های بزرگ و مقاوم این تجهیزات به دلیل ساختار پیچیده و استفاده از ترکیبات فایبرگلاس و رزین‌های پلیمری، از دشوارترین قطعات برای بازیافت محسوب می‌شوند.
تبدیل تیغه‌های فرسوده به مواد ارزشمند در چند ثانیه
در روش جدید که «گرمایش لحظه‌ای ژولی» نام دارد، قطعات تیغه‌های فرسوده برای چند ثانیه در معرض حرارتی نزدیک به 2000 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرند.
این فرآیند موجب واکنش کربن و سیلیکا و تولید کاربید سیلیسیم می‌شود. همچنین بخشی از کربن موجود در مواد اولیه به گرافن تبدیل می‌شود.
کاربید سیلیسیم به دلیل سختی بالا و مقاومت حرارتی و گرافن به دلیل استحکام و رسانایی مناسب، از مواد ارزشمند در صنایع پیشرفته به شمار می‌روند.
افزایش 27 درصدی مقاومت مواد بازیافتی
نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد افزودن تنها 0.3 درصد از مواد بازیافتی به رزین مورد استفاده در تولید تیغه‌های جدید، می‌تواند خواص مکانیکی آن را بهبود دهد.
بر اساس یافته‌های پژوهشگران، این ترکیب مقاومت ماده در برابر تغییر شکل تحت کشش را 27 درصد و مقاومت آن در برابر خمش را 9 درصد افزایش داده است.
این دستاورد نشان می‌دهد مواد به‌دست‌آمده از تیغه‌های فرسوده نه‌تنها قابلیت استفاده مجدد دارند، بلکه می‌توانند به افزایش استحکام تجهیزات جدید نیز کمک کنند.
افزایش پسماند توربین‌های بادی در اروپا
با گسترش نیروگاه‌های بادی و نزدیک شدن توربین‌های قدیمی به پایان عمر مفید خود، حجم پسماند این صنعت به‌سرعت در حال افزایش است.
پیش‌بینی می‌شود میزان تیغه‌های فرسوده توربین‌های بادی در اروپا از حدود 20 هزار تن در سال 2025 به 55 هزار تن در سال 2030 برسد.
عمر مفید بسیاری از تیغه‌های توربین بادی حدود 20 سال است و پس از پایان این دوره، بازیافت آنها به دلیل مقاومت بالای مواد تشکیل‌دهنده دشوار می‌شود.
در نتیجه، بخشی از این تیغه‌ها تاکنون در محل‌های دفن زباله انباشته شده یا سوزانده شده‌اند.
صنعت انرژی بادی اروپا برای مقابله با این مشکل، اجرای ممنوعیت داوطلبانه دفن تیغه‌های فرسوده را آغاز کرده و خواستار تبدیل آن به یک الزام قانونی شده است.
تولید دوباره تیغه‌های بادی از مواد بازیافتی
بینگ دنگ، نویسنده ارشد این پژوهش و مهندس شیمی و محیط زیست دانشگاه تسینگهوا، اعلام کرده است که ترکیب کاربید سیلیسیم و گرافن تولیدشده از تیغه‌های قدیمی را می‌توان دوباره در رزین‌های مورد استفاده برای ساخت تیغه‌های جدید به کار گرفت.
به گفته وی، این روش علاوه بر بازیافت پسماند، موجب ارتقای ارزش مواد اولیه می‌شود و امکان تولید محصولاتی با ویژگی‌های مکانیکی و حرارتی بهتر را فراهم می‌کند.
پژوهشگران این فرآیند را نوعی «بازیافت ارتقایی» می‌دانند که در آن مواد کم‌ارزش و دورریختنی به ترکیبات صنعتی با ارزش افزوده بالاتر تبدیل می‌شوند.
گامی تازه برای کاهش هزینه‌های زیست‌محیطی انرژی پاک
با وجود مزایای انرژی بادی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، مدیریت پسماند تجهیزات این صنعت یکی از چالش‌های مهم توسعه پایدار محسوب می‌شود.
فناوری جدید می‌تواند در آینده به کاهش حجم زباله‌های صنعتی، بازیابی مواد ارزشمند و کاهش نیاز به مصرف مواد اولیه جدید کمک کند.
با این حال، برای استفاده گسترده از این روش، بررسی هزینه‌های اقتصادی، مصرف انرژی و امکان اجرای آن در مقیاس صنعتی ضروری است.
نتایج این پژوهش نشان می‌دهد تیغه‌های فرسوده توربین‌های بادی که تاکنون یکی از مشکلات صنعت انرژی پاک محسوب می‌شدند، می‌توانند به منبعی ارزشمند برای تولید نسل جدید تجهیزات بادی تبدیل شوند.