19.05.2025 von Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Oxidative Verflüssigung von Windturbinenblättern: Eine neue Dimension des Recyclings von Verbundwerkstoffen
Die Entsorgung von Windturbinenblättern (WTB) am Ende ihrer Lebensdauer ist eine der größten Herausforderungen im Bereich der erneuerbaren Energien. Diese großen Anlagenbauteile aus Verbundwerkstoffen, die jahrzehntelang unter harten Betriebsbedingungen eingesetzt wurden, lassen sich nach ihrer Stilllegung nur sehr schwer recyceln. Ihre hohe mechanische Festigkeit, die komplexen Harzsysteme und die faserverstärkten Strukturen schränken die Effektivität herkömmlicher Recyclingmethoden stark ein.
Da das weltweite Volumen von EoL-WTBs weiter zunimmt, ist es dringend erforderlich, alternative, nachhaltige Lösungen zu erforschen. Einer der vielversprechendsten Ansätze ist das chemische Recycling, insbesondere die oxidative Verflüssigung, ein Verfahren, mit dem sich wertvolle Fasern und Sekundärchemikalien zurückgewinnen lassen, während gleichzeitig die Umweltbelastung reduziert wird.
Thermische und kinetische Charakterisierung des oxidativen Verflüssigungsprozesses
Dieser Prozess steht im Mittelpunkt der Studie „Kinetic study of the decommissioned wind turbine blade oxidative liquefaction based on differential scanning calorimetry“ (Energy, Vol. 316, 2025), die von Forschern der Silesian University of Technology in Zusammenarbeit mit der NETZSCH-Gerätebau GmbH durchgeführt wurde.
Die Studie zeichnet sich durch ihren integrierten experimentellen und rechnerischen Ansatz zur Charakterisierung der oxidativen Verflüssigung von EoL-Verbundwerkstoffen aus. Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)-Messungen wurden mit einer NETZSCH DSC 214 Polyma durchgeführt, die mit Hochdruck-Stahltiegeln ausgestattet ist und die Simulation hydrothermaler Bedingungen in einer geschlossenen Umgebung ermöglicht.
Mit diesem Aufbau konnte das thermische Verhalten des Systems unter realen Prozessbedingungen bewertet werden, indem Enthalpieänderungen und Wärmestrom überwacht wurden, selbst im Beisein reaktiver flüssiger Medien wie Wasserstoffperoxid (H₂O₂).
Die kinetische Analyse des oxidativen Verflüssigungsprozesses wurde mit der NETZSCH Software Kinetics Neo durchgeführt, die die Anwendung von Isokonversionsmethoden (Friedman) als auch von modellbasierten Ansätzen (Masterplot-Techniken) ermöglicht. Diese duale Methodik ermöglicht den Zugang zu wichtigen kinetischen Parametern ‒ einschließlich Aktivierungsenergie und Reaktionsmodellen ‒und bietet neue Einblicke in die Oxidationsmechanismen von Verbundwerkstoffen auf Epoxidharzbasis.
Die Studie liefert wesentliche kinetische Daten zur Unterstützung der Prozessoptimierung, des Scale-up und letztlich der Entwicklung nachhaltigerer Recyclingstrategien, nicht nur für EoL-Windturbinenblätter, sondern auch für eine breitere Palette an Verbundwerkstoffen.
Die vollständige experimentelle Methodik, der kinetische Modellierungsansatz und die detaillierte Dateninterpretation sind in der von Experten begutachteten Originalveröffentlichung verfügbar:
(Sprache: Englisch; Zugang über den Verlag - Abonnement oder Kauf erforderlich)
