Vindmøllevinger kunne en dag genbruges til søde sager

Vindkraft er en stadig mere populær form for vedvarende energi. Men når det er tid til at udskifte de enorme vindmøllevinger, der omdanner vind til elektricitet, er bortskaffelse et problem. Nu rapporterer forskere om en ny kompositharpiks, der er egnet til at lave disse giganter, som senere kan genbruges til nye turbinevinger eller en række andre produkter, herunder bordplader, bilbaglygter, bleer og endda gummibjørne.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på efterårsmødet i American Chemical Society (ACS).

"Det smukke ved vores harpikssystem er, at vi ved slutningen af ​​dets brugscyklus kan opløse det, og det frigør det fra hvilken matrix det er i, så det kan bruges igen og igen i en uendelig løkke," siger John Dorgan , ph.d., der præsenterer arbejdet på mødet. "Det er målet med den cirkulære økonomi."

Vindmøllevingerne er lavet af glasfiber og kan være en halv fodboldbane i længden. Selvom nogle virksomheder har fundet måder at genbruge glasfiber til materialer af lavere værdi, ender de fleste kasserede knive på lossepladser. Og bortskaffelsesproblemet vil sandsynligvis blive værre. "Større vindmøllevinger er mere effektive, så virksomheder bliver ved med at lave større og større," siger Dorgan. "Ofte vil vindmølleparker faktisk udskifte vindmøllevingerne inden udløbet af levetiden, fordi parken kan generere mere elektricitet med større vinger."

Dorgan og kolleger ved Michigan State University lavede et nyt turbinemateriale ved at kombinere glasfibre med en plante-afledt polymer og en syntetisk. Paneler lavet af denne termoplastiske harpiks var stærke og holdbare nok til at blive brugt i turbiner eller biler. Forskerne opløste panelerne i frisk monomer og fjernede fysisk glasfibrene, så de kunne omstøbe materialet til nye produkter af samme type. Det er vigtigt, at de omstøbte paneler havde de samme fysiske egenskaber som deres forgængere.

Ud over nye vindmøllevinger kan den nye harpiks bruges til en række andre applikationer. Ved at blande harpiksen med forskellige mineraler producerede teamet kultursten, der kunne omdannes til husholdningsgenstande, såsom bordplader og vaske. "Vi har for nylig lavet en badeværelsesvask med kulturstenen, så vi ved, at det virker," siger Dorgan. Forskerne kunne også knuse det genvundne materiale og blande det med andre plastikharpikser til sprøjtestøbning, som bruges til at fremstille genstande som laptopcovers og elværktøj.

Materialet kunne endda upcycles til produkter af højere værdi. Ved at fordøje den termoplastiske harpiks i en alkalisk opløsning frigives poly(methylmethacrylat) (PMMA), et almindeligt akrylmateriale til vinduer, bilbaglygter og mange andre genstande. Ved at hæve temperaturen i fordøjelsen omdannes PMMA til poly(methacrylsyre), en superabsorberende polymer, der bruges i bleer. Den alkaliske fordøjelse producerede også kaliumlactat, som kan renses og laves om til slik og sportsdrikke. "Vi genfandt fødevaregodkendt kaliumlactat og brugte det til at lave gummibjørnekarameller, som jeg spiste," siger Dorgan.

Nu hvor forskerne har påvist, at harpiksen har passende fysiske egenskaber til vindmøller, håber de at lave nogle moderat størrelse vinger til felttest. "Den nuværende begrænsning er, at der ikke er nok af den bioplast, vi bruger til at tilfredsstille dette marked, så der skal være en betydelig produktionsvolumen online, hvis vi rent faktisk skal begynde at lave vindmøller ud af disse materialer," Dorgan noter.

Og er der en "yuck-faktor" involveret i at spise slik, der engang var en del af en vindmølle? Det mener Dorgan ikke. "Et kulstofatom afledt af en plante, som majs eller græs, er ikke anderledes end et kulstofatom, der kom fra et fossilt brændstof," siger han. "Det er alt sammen en del af det globale kulstofkredsløb, og vi har vist, at vi kan gå fra biomasse i marken til holdbare plastmaterialer og tilbage til fødevarer." + Udforsk yderligere

NRELs avancerede produktionsforskning flytter vindmøllevinger mod genanvendelighed