شاید روزی بتوان از پره‌های توربین بادی پاستیل ساخت!

دانشمندان دانشگاه ایالتی میشیگان مواد جدیدی را برای پره‌های توربین بادی ساخته‌اند که بعدا می‌توانند به پوشک، چراغ‌های عقب خودرو یا حتی پاستیل بازیافت شوند.

کد خبر: ۴۹۹۳۵۷

تاریخ: ۰۲ شهريور ۱۴۰۱ - ۱۵:۵۷

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی ای، پاستیل‌های خرسی که در زندگی گذشته خود توربین‌های بادی بوده‌اند ممکن است خیلی اشتها آور به نظر نرسند. اما اگر قابل خوردن باشند و طعمی شبیه پاستیل‌های خرسی معمولی داشته باشد، چگونه خواهد بود؟ دانشمندان دانشگاه ایالتی میشیگان در مطالعه اخیرشان یک ماده خاص ایجاد کرده‌اند که می‌توان آن را بازیافت کرد و به پره‌های توربین یا انواع محصولات دیگر از جمله میز، چراغ‌های عقب خودرو، پوشک و حتی پاستیل‌های خرسی تبدیل کرد!

این ماده می‌تواند به محصولات با ارزش بالاتر تبدیل شود. حل کردن رزین ترموپلاستیک در یک محلول قلیایی، پلی(متیل متاکریلات) آزاد می‌کند. پلی(متیل متاکریلات) یک ماده اکریلیک رایج مورد استفاده در ساخت پنجره‌ها، چراغ‌های عقب خودرو و بسیاری موارد دیگر است. افزایش دمای محلول، پلی(متیل متاکریلات)را به پلی (متاکریلیک اسید)، پلیمر فوق جاذب که در پوشک استفاده می شود، تبدیل می‌کند. این محلول قلیایی همچنین لاکتات پتاسیم تولید می‌کند که می‌توان آن را تصفیه کرد و به آب نبات و نوشیدنی‌های ورزشی تبدیل کرد. دورگان گفت: ما لاکتات پتاسیم خوراکی را بازیابی کردیم و از آن برای درست کردن آب نبات‌های پاستیلی خرسی استفاده کردیم و من آن‌ها را خوردم.

این نوآوری می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای داشته باشد. با گذشت سالها، انرژی بادی به شکل شناخته شده‌ای از انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شده است اما زمانی که زمان تعویض پره‌های بزرگ توربین‌هایی که باد را به برق تبدیل می‌کنند، فرا می‌رسد، فرایند دور ریختن این توربین‌ها به مشکل بزرگی تبدیل می‌شود.

در سال ۲۰۲۰، بلومبرگ گزارش داد که طی چهار سال آینده حدود هشت هزار توربین بادی تنها در ایالات متحده برچیده خواهند شد. بر اساس گزارش بلومبرگ ان ای اف، اروپا حداقل تا سال ۲۰۲۲ هر ساله حدود ۳۸۰۰ مورد از آنها را پایین خواهد کشید زیرا اکثر اینها بیش از یک دهه پیش و زمانی که تاسیسات کمتر از یک پنجم آنچه اکنون هستند، بودند، ساخته شده‌اند.

برای رسیدگی به این مشکل دانشمندان مواد جدیدی را برای پره‌های توربین بادی ساخته‌اند که می‌توانند به شکل پاستیل بازیافت شوند.

دکتر "جان دورگان"(John Dorgan) محقق این مطالعه گفت: زیبایی سیستم رزین(resin system) ما این است که در پایان چرخه استفاده از آن، می‌توانیم آن را حل کنیم که این امر آن را از هر ماتریسی که در آن قرار دارد آزاد می‌کند تا بتواند بارها و بارها در یک حلقه بی‌نهایت استفاده شود. این هدف اقتصاد دورانی است.

اقتصاد دورانی یا چرخشی(Circular Economy) یک نظام اقتصادی است که هدف آن کمینه کردن ضایعات و بیشترین استفاده از منابع است. این رویکرد بازسازی کننده در مقابل رویکرد سنتی اقتصاد خطی قرار می‌گیرد که در آن مدل تولید به صورت دریافت مواد اولیه، تولید و دور انداختن است. در یک نظام چرخشی، مصرف منابع ورودی، ضایعات خروجی و هدر رفت انرژی با بستن یا کوچک کردن حلقه‌های مواد و انرژی کمینه می‌شود. از طریق طراحی، نگهداری، تعمیر، استفاده مجدد، بازتولید و بازیافت می‌توان به صورت بلندمدت به این اهداف دست یافت.

پره‌های توربین بادی از فایبرگلاس ساخته شده‌اند و طول آن نصف زمین فوتبال است. تعداد معدودی از شرکت‌ها راه‌هایی برای بازیافت فایبرگلاس به مواد کم‌ارزش پیدا کرده‌اند، اما در نهایت سرنوشت بیشتر تیغه‌های دور ریخته شده به محل‌های دفن زباله ختم می‌شود.

دورگان افزود: پره‌های توربین‌های بادی بزرگ‌تر کارآمدتر هستند، بنابراین شرکت‌ها به ساخت پره‌های بزرگ‌تر روی آورده‌اند. اغلب مزارع بادی قبل از پایان عمر مفید این سیستم، پره‌های توربین را جایگزین می‌کنند زیرا این مزارع می‌توانند برق بیشتری را با پره‌های بزرگتر تولید کنند.

در این مطالعه دورگان و همکارانش با ترکیب الیاف شیشه با یک پلیمر گیاهی و یک پلیمر مصنوعی مواد توربین جدید را ساختند. این ماده به اندازه کافی قوی و بادوام است که در توربین‌ها یا اتومبیل‌ها استفاده می‌شود.

محققان این مطالعه برای انجام این کار، پنل‌ها را در یک مونومر تازه حل کردند و به طور فیزیکی الیاف شیشه را حذف کردند. این کار به آنها اجازه داد تا مواد را به محصولات جدیدی از همان نوع تبدیل کنند. مهم‌تر از همه، پنل‌های بازسازی‌شده همان ویژگی‌های فیزیکی نسخه‌های قبلی را داشتند.

رزین جدید را می‌توان در موارد دیگر نیز استفاده کرد. محققان این مطالعه با مخلوط کردن رزین با مواد معدنی مختلف، "سنگ مصنوعی"(cultured stone) تولید کردند که می‌توان آن را به اشیا خانگی مانند میز و سینک تبدیل کرد.

دورگان در ادامه گفت: ما اخیرا یک سینک حمام را با استفاده از سنگ مصنوعی ساخته‌ایم، بنابراین می‌دانیم که می‌توان از آن در این موارد استفاده کرد. مواد بازیابی شده را می‌توان خرد کرد و با سایر رزین‌های پلاستیکی برای قالب‌گیری و ساخت روکش‌های لپ‌تاپ و ابزارهای برقی مخلوط کرد.

یافته‌های این مطالعه در مجله "American Chemical Society" منتشر شد.