20.05.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Oksydacyjne upłynnianie łopat turbin wiatrowych: Nowy wymiar recyklingu materiałów kompozytowych
Wycofane z eksploatacji łopaty turbin wiatrowych (WTB) stanowią jedno z najpilniejszych wyzwań związanych z gospodarką odpadami w sektorze energii odnawialnej. Zbudowane, aby wytrzymać dziesięciolecia trudnych warunków pracy, te large-skalowe struktury kompozytowe są niezwykle trudne do recyklingu po ich wycofaniu z eksploatacji. Ich wysoka wytrzymałość mechaniczna, złożone systemy żywiczne i architektura wzmocniona włóknami poważnie ograniczają skuteczność konwencjonalnych metod recyklingu.
Ponieważ globalny wolumen EoL WTB stale rośnie, istnieje pilna potrzeba zbadania alternatywnych, zrównoważonych rozwiązań. Jednym z najbardziej obiecujących podejść jest recykling chemiczny, w szczególności skraplanie oksydacyjne - proces zdolny do odzyskiwania cennych włókien i wtórnych chemikaliów, przy jednoczesnym zmniejszeniu wpływu na środowisko.
Charakterystyka termiczna i kinetyczna procesu skraplania oksydacyjnego
Proces ten jest przedmiotem badania "Kinetyczne badanie utleniającego skraplania wycofanej z eksploatacji łopaty turbiny wiatrowej w oparciu o różnicową kalorymetrię skaningową"(Energy, Vol. 316, 2025), przeprowadzonego przez naukowców z Politechniki Śląskiej we współpracy z laboratoriami NETZSCH-Gerätebau GmbH.
Badanie wyróżnia się zintegrowanym podejściem eksperymentalnym i obliczeniowym do scharakteryzowania utleniającego upłynniania kompozytów EoL. Pomiary różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) przeprowadzono przy użyciu urządzenia NETZSCH DSC 214 Polyma wyposażonego w stalowe tygle wysokociśnieniowe umożliwiające symulację warunków hydrotermalnych w zamkniętym środowisku.
Taka konfiguracja pozwoliła na ocenę zachowania termicznego systemu w rzeczywistych warunkach procesu poprzez monitorowanie zmian entalpii i przepływu ciepła, nawet w obecności reaktywnych mediów ciekłych, takich jak nadtlenek wodoru (H₂O₂).
Analiza kinetyczna procesu skraplania oksydacyjnego została przeprowadzona przy użyciu oprogramowaniaNETZSCH Kinetics Neo , umożliwiając zastosowanie zarówno metod izokonwersji (Friedman), jak i podejść opartych na modelach (techniki master-plot). Ta podwójna metodologia zapewniła dostęp do kluczowych parametrów kinetycznych - w tym energii aktywacji i modeli reakcji - oferując nowy wgląd w mechanizmy utleniania kompozytów na bazie żywic epoksydowych
Badanie dostarcza istotnych danych kinetycznych wspierających optymalizację procesu, zwiększanie skali, a ostatecznie rozwój bardziej zrównoważonych strategii recyklingu, nie tylko dla łopat turbin wiatrowych EoL, ale także dla szerszego zakresu materiałów kompozytowych.
Pełna metodologia eksperymentalna, podejście do modelowania kinetycznego i szczegółowa interpretacja danych są dostępne w oryginalnej recenzowanej publikacji:
(Dostęp za pośrednictwem wydawcy - może być wymagana subskrypcja lub zakup)
