Kaunas Teknoloji Üniversitesi’nden (KTU) ve Litvanya Enerji Enstitüsü’nden bir grup araştırmacı, rüzgâr türbini kanatlarının geri dönüşümü için bir yöntem önerdi. Piroliz kullanarak, kompozit malzemeleri bileşenlerine, yani fenol ve liflere ayıran bilim insanlarına göre çıkarılan malzemeler yeniden kullanılabilir ve süreç neredeyse atıksız.
Rüzgâr türbini kanatlarının Avrupa’nın elyaf takviyeli kompozit malzeme atıklarının yüzde 10’unu oluşturduğu tahmin ediliyor. Araştırmacılar, 2050 yılına kadar rüzgâr türbini kanat atıklarının küresel olarak yaklaşık iki milyon tona çıkacağını iddia ediyor. Birçok ülkenin düzenli depolama alanlarından kompozit malzemeleri yasaklaması ile birlikte, kullanılmış rüzgâr türbini kanatlarının geri dönüştürülmesi, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıların çözmeye çalıştığı bir zorluk haline geliyor.
Kaunas Teknoloji Üniversitesi’nde (KTU), Makine Mühendisliği ve Tasarım Fakültesi’nde araştırmacı olan Dr. Samy Yousef, “2050 yılına kadar küresel sera gazı emisyonlarını sıfıra yakın bir seviyeye indirme hedefi birkaç yıl önce dile getirildi. O zamandan beri, giderek daha fazla ülke rüzgâr enerjisi de dahil olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarına yatırım yaparak net sıfır hedefini taahhüt ediyor. Ancak, futbol sahası boyunda, çok sağlam ve plastik içeren rüzgâr türbini kanatlarının geri dönüşümü asıl sorun.” diyor.
Bu zorluğun üstesinden gelmeyi amaçlayan Dr. Yousef başkanlığındaki araştırma grubu, cam elyaf takviyeli polimerin (GFRP) bileşenlerine ayrıştırılmasını içeren çeşitli deneyler yaptı.
Atıksız dönüşüm
Deneyler sırasında, araştırma grubu farklı kompozit partilerine (cam elyafı termoset ve cam elyafı termoplastik) piroliz (zeolit katalizörlerinin varlığında ve yokluğunda) ve her durumda fenolün (fenolik reçinelerin üretiminde birincil bileşen olan ve naylon ve diğer sentetik liflerin imalatı) uyguladı. Bundan sonra, her partiden temel hammaddeleri analiz edildi. Araştırmacılar ayrıca katkı maddesi nanoparçacıklarının (karbon siyahı gibi) faydalı bileşenlerin verimi üzerindeki etkisini de değerlendirdi.
Piroliz sırasında ekstrakte edilen bileşenlerin verimi, uygulanan sıcaklıklara bağlı olarak farklılık gösterse de, yaklaşık ölçüm, tüm durumlarda çok sayıda uçucu bileşiğin (yüzde 66’ya kadar) ve lif kalıntısının (yaklaşık yüzde 30) ekstrakte edildiğini ortaya koydu. Eklenen fiber nanopartiküller (karbon nanotüpler ve grafen) fenol verimini artırdı.
Araştırmaya devam etmek için gerçek bir rüzgâr türbini kanadına ihtiyaç var
Deneyler, rüzgâr türbini kanatlarının yapımında kullanılanlara benzer bileşimlere sahip laboratuvarda hazırlanan numuneler kullanılarak gerçekleştirilirken, Dr. Yousef, gerçek türbin kanatlarının kaplandığı boya kaplamanın sonuçlara etkisinin değerlendirilmesi gerektiğini belirtirken, “Artık kullanılamaz durumdaki yıpranmış bir rüzgâr türbini kanadı almaktan ve deneylerimizi gerçek nesneden elde edilen örneklerle yapmaktan elbette mutlu oluruz” diyor.
Şu anda araştırma grubu, sonuçların daha geniş ekonomik ve çevresel etkisini ölçeklendirmeye ve hesaplamaya olanak tanıyan bir model oluşturuyor.
