Учёные из китайского университета Цинхуа разработали способ переработки отслуживших лопастей ветрогенераторов в два ценных материала — карбид кремния и графен. Для этого используется технология импульсного нагрева: измельчённые фрагменты композитного материала за несколько секунд разогревают примерно до 2000 °C. Метод может решить проблему утилизации старых лопастей, которые из-за высокой прочности и сложного состава зачастую оказываются на свалках.
Основу лопастей составляют стекловолокно, богатое диоксидом кремния, и полимерная смола с высоким содержанием углерода. При экстремальном нагреве углерод вступает в реакцию с кремнием и кислородом, образуя карбид кремния — твёрдый и термостойкий материал. Оставшийся углерод перестраивается в графен. Таким образом, исследователи получают сразу два востребованных промышленных материала из отходов, которые обычно трудно перерабатывать.
Полученную смесь испытали в качестве добавки к новой полимерной смоле. При концентрации всего 0,3% её масса стала лучше сопротивляться растяжению на 27%, а прочность при изгибе выросла на 9%. Добавление 0,1% материала также повысило температуропроводность смолы на 41%, то есть позволило ей эффективнее рассеивать тепло. В перспективе такой материал можно использовать при производстве новых лопастей, фактически замыкая цикл переработки старых ветрогенераторов в компоненты для новых.
Разработчики рассчитывают, что технология окажется выгоднее существующих способов переработки. По их оценкам, импульсный нагрев потенциально способен приносить около $80 прибыли с тонны отходов. Для сравнения, пиролиз обходится примерно в $460 за тонну, а химическое растворение композитов — в $1800. Пока команда работает над масштабированием процесса для промышленного применения. Метод также может подойти для переработки композитов из авиационной, автомобильной и электронной отраслей.
