Panensky čisté materiály z lopatek větrných turbín? Ano, chemie to již dokáže!

Dánští vědci vyvinuli chemický proces, který dokáže rozebrat epoxidový kompozit lopatek větrných turbín – a současně extrahovat neporušená skleněná vlákna i jeden z původních stavebních bloků epoxidové pryskyřice ve vysoké kvalitě.

Nový chemický proces se ovšem neomezuje pouze na lopatky větrných turbín, ale pracuje na mnoha různých takzvaných „vlákny vyztužených epoxidových kompozitech“, tedy včetně některých materiálů, které jsou vyztuženy obzvláště nákladnými uhlíkovými vlákny.

Proces tak může přispět k nastolení oběhové ekonomiky v oblasti větrných turbín, leteckého, automobilového a kosmického průmyslu, kde se tyto vyztužené kompozity díky své nízké hmotnosti a dlouhé životnosti používají pro nosné konstrukce.

Problém a řešení

Odolnost čepelí je navržena tak, aby vydržela, a proto představuje výzvu pro životní prostředí. Lopatky větrných turbín většinou končí na skládkách odpadu, když jsou vyřazeny z provozu, protože je extrémně obtížné je rozložit. Pokud tak nebude nalezeno žádné vhodné řešení, do roku 2050 nashromáždíme celosvětově 43 milionů tun odpadu z lopatek větrných turbín.

Nově objevený proces tak proto zapadá do potenciálního konceptu recyklační strategie, kterou lze aplikovat na velkou většinu jak stávajících lopatek větrných turbín, tak i lopatek, které se v současné době vyrábí – a samozřejmě stejně jako na řadu dalších materiálů na bázi epoxidů.

Výsledky byly přitom pouze nedávno zveřejněny v předním vědeckém časopise Nature a Aarhuská univerzita spolu s Dánským technologickým institutem podaly na tento proces patentovou přihlášku.

Konkrétně výzkumníci prokázali, že použitím katalyzátoru na bázi ruthenia a rozpouštědel isopropanol a toluen dokážou oddělit epoxidovou matrici a uvolnit jeden z původních stavebních bloků epoxidového polymeru, bisfenol A (BPA), a zcela neporušená skleněná vlákna v jednom procesu.

Výzvy do budoucna

Tato metoda zatím není okamžitě použitelná ve větším měřítku, protože katalytický systém není dostatečně účinný pro průmyslové využití – a ruthenium je vzácný a drahý kov. Vědci z Aarhuské univerzity proto pokračují ve své práci na vylepšení této metodiky. Stále se nicméně jedná o významný průlom ve vývoji odolných technologií, které mohou vytvořit fungující cirkulární ekonomiku pro materiály na epoxidové bázi.

Jde o první publikaci chemického procesu, který dokáže selektivně rozebrat epoxidový kompozit a izolovat jeden z nejvíce důležitými stavebními kameny epoxidového polymeru i skleněných nebo uhlíkových vláken, aniž by došlo k jejich poškození v procesu.