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资讯 | 可回收使用的改良风机叶片

清洁能源行业面临一个障碍:它产生的电力是可再生的,但它使用的基础设施远非“可再生的”。

在过去的十年里,复合材料的进步使得制造大型涡轮叶片成为现实,其中一些叶片比波音747的翼展还要长。随着生产刀片数量的增加,运输成本也在增加。当风力发电场需要更换老化的叶片时,将它们放在地上通常更经济。

这种浪费困扰着绿色技术的倡导者,这种现象并不仅限于风力发电行业。分布式电源和微电网依赖于难以回收的电池。虽然太阳能发电站使用的太阳能电池板可以回收利用,但实际操作起来也很困难。

马丁凯勒,国家可再生能源实验室(NREL)负责人,认为如果绿色技术要满足要求,那么这种矛盾就不应该继续下去。为了解决这些问题,他正在重塑有影响力的联邦研究实验室。“可再生能源材料应该成为设计的一部分,这是迈向循环经济的重要一步,在这个世界上,废物和材料被消除并反复使用。”凯勒说。

自1970年成立以来,NREL一直在全世界推广太阳能、微电网、钙钛矿、生物质和其他绿色技术的使用。事实上,NREL对复合材料的研究促进了现在遗弃在野外的巨型涡轮叶片的再利用。

经过多次改进的风扇叶片现在变得更轻、更结实,可以有效地捕捉能量,但仍然不能回收利用。为了解决这个问题,NREL正在研究替代材料。一个潜在的想法是用热塑性塑料制造刀片。热塑性塑料加热时可以成型,但冷却时会变硬。热塑性刀片可以在现场制造,并在使用寿命结束时熔化和重复使用。

在NREL庞大的研究组合中,塑料的再利用和再循环非常强大。“瓶子里的塑料是一种复杂的分子。为什么我们不能把它切成碎片,再做一瓶?”凯勒说。格雷格贝克汉姆是NREL的一名高级研究员,他正在努力做到这一点。他专注于生物回收。由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的一次性塑料通常被切成小块,然后熔化制成新的聚对苯二甲酸乙二醇酯。然而,这种二次材料的性能已经恶化,毫无价值。

贝克汉姆和一群国际合作伙伴创造了一种更高效的合成酶,可以分解宠物。最初的酶来自最近在日本一家回收工厂周围的土壤中发现的细菌,这是已知的第一种降解塑料的细菌。然而,这种酶不能快速分解聚酯,也不能大规模应用。团队设计的强化酶无意中具有更快的工作速度和更高的效率。酶分解过程允许生产更强大的复合材料。贝克汉姆已经证明了这种酶的可行性,但这种酶是否能大规模应用还需要证明。

转向循环经济可能需要很长时间,政府、科学家和企业需要加强合作以加快这一进程。凯勒说:“未来五到十年将是生产这些新商业模式的关键。回收技术仍处于早期发展阶段,潜力巨大。”



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