Recycler les matériaux de lame d’éoliennes pour faire des plastiques améliorés

Une nouvelle méthode pour recycler les pales d’éoliennes sans utiliser de produits chimiques durs a entraîné la récupération de fibres de verre et de résines à haute résistance qui ont permis aux chercheurs de la Washington State University de réutiliser les matériaux pour créer des plastiques plus forts.

L’innovation offre un moyen simple et respectueux de l’environnement de recycler les lames d’éoliennes pour créer des produits utiles.

Rapport dans le journal, Ressource, conservation et recyclagel’équipe de chercheurs a coupé le matériau léger qui est couramment utilisé dans lames d’éoliennesappelé polymère renforcé de fibre de verre (GFRP), en blocs d’environ deux pouces. Ils ont ensuite trempé les flocons dans un bain de sel organique à faible toxicité dans de l’eau surchauffée et surchauffée pendant environ deux heures pour décomposer le matériau. Ils ont ensuite réutilisé ses composants pour fabriquer des plastiques plus forts.

« Cela fonctionne très bien, surtout compte tenu des conditions douces que nous avons appliqués », a déclaré Cheng Hao, un ancien étudiant diplômé de l’École de mécanique et des matériaux en génie et co-premier auteur du journal. « Le solvant est un solvant vert, et la température est également acceptable à cette fin. »

Le matériel GFRP a traditionnellement été très difficile à recycler. Alors que les thermoplastiques, le type de plastique utilisé dans les bouteilles de lait, peuvent être fondues et facilement réutilisées, les composites en fibre de verre sont généralement fabriqués avec des thermodurcissants. Ces types de composites sont durcis et ne peuvent pas être facilement annulés et retournés à leurs matériaux d’origine.

La première génération d’éoliennes modernes en composites à partir des années 1990 atteint maintenant la fin de leur vie, créant un défi important pour l’élimination. Le matériau renforcé de fibre de verre constitue environ les deux tiers du poids total d’une lame d’éoliennes. De plus, lorsque les lames sont fabriquées, environ 15% du matériau est également gaspillé dans la fabrication.

« Comme énergie éolienne Grows, recyclant et réutilisant les déchets d’éoliennes devient de plus en plus urgents « , a déclaré Jinwen Zhang, auteur correspondant et professeur à l’École de mécanique et d’ingénierie des matériaux. » Cette méthode de recyclage est évolutive, rentable et respectueuse de l’environnement, fournissant un solution durable pour réutiliser de grandes quantités de déchets renforcés en fibres de verre. « 

Dans leur travail, les chercheurs ont trempé le matériau de la lame dans une solution douce d’acétate de zinc, qui est utilisée dans les médicaments, comme dans les pastilles de gorge et les additifs alimentaires. La solution douce a permis aux chercheurs de récupérer les fibres de verre et les résines en bon état qu’ils ont ensuite ajouté directement aux thermoplastiques pour produire de forts matériaux composites avec jusqu’à 70% des matériaux de fibres de verre recyclées. De plus, les chercheurs ont pu récupérer et réutiliser la majeure partie de la solution de catalyseur d’acétate de zinc par une filtration simple.

« La facilité de la récupération du catalyseur améliore la durabilité globale et la rentabilité de la méthode », a déclaré Zhang, qui mène des recherches dans le Centre composite Materials and Engineering.

Lorsque les chercheurs ont ajouté le matériau recyclé Pour le plastique en nylon et le testé, ils ont constaté que les fibres supplémentaires rendaient le nylon plus de trois fois plus fort et plus de huit fois plus rigide. Ils ont également constaté que le matériau GFRP recyclé peut renforcer d’autres plastiques, tels que le polypropylène et le type de plastiques utilisés dans les cruches au lait et les bouteilles de shampooing.

« Pour ce travail, nous n’avions pas besoin de décomposer complètement toutes les liaisons et de pousser la réaction à l’achèvement », a déclaré Baoming Zhao, co-premier auteur et professeur adjoint de recherche dans le Centre composite Materials and Engineering.

« Tant que nous pouvons diviser le réseau réticulé en petits morceauxet ils sont transformables en fusion, nous pouvons aggraver cela avec du nylon et obtenir un nouveau composite. Nous ne séparons pas la résine de la fibre – nous mélangeons tout avec du nylon et obtenons un nouveau composite. « 

Les chercheurs poursuivent des études pour faciliter les conditions chimiques pour le recyclage en réduisant les exigences de pression. En collaboration avec le bureau de commercialisation de WSU, ils espèrent également développer des matériaux de lame qui sont entièrement recyclables en premier lieu.