29 Şubat 2024 (Nanowerk Haberleri) Güçlü ve dayanıklı bir kompozit malzeme olan cam elyaf takviyeli plastik (GFRP), uçak parçalarından yel değirmeni kanatlarına kadar her şeyde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak onu pek çok farklı uygulamada kullanılabilecek kadar sağlam kılan nitelikleri, imha edilmesini zorlaştırıyor; dolayısıyla çoğu GFRP atığı, ömrünün sonuna ulaştığında çöp sahasına gömülüyor. 'da yayınlanan bir araştırmaya göre Doğa Sürdürülebilirliği (“Atık cam elyaf takviyeli plastiklerin silisyum karbüre hızla ileri dönüşümü”), Rice Üniversitesi araştırmacıları ve işbirlikçileri, cam elyaf takviyeli plastiği (GFRP) yarı iletkenlerde, zımpara kağıdında ve diğer ürünlerde yaygın olarak kullanılan silisyum karbüre dönüştürmek için yeni, enerji açısından verimli bir ileri dönüşüm yöntemi geliştirdiler. TT ve WF Chao Profesörü ve profesörü James Tour, "GFRP çok büyük şeyler yapmak için kullanılıyor ve çoğunlukla uçakların kanat yapılarını veya bir rüzgar türbininin tüm rüzgar türbini kanatlarını çöp sahasına gömüyoruz" dedi. kimya ve malzeme bilimi ve nanomühendislik. “GFRP'nin bu şekilde elden çıkarılması sürdürülemez. Ve şu ana kadar onu geri dönüştürmenin iyi bir yolu yoktu.”
Flaş Joule ısıtma, malzemeleri olağanüstü yüksek sıcaklıklara hızlı bir şekilde ısıtmak ve bunları başka maddelere dönüştürmek için orta derecede dirençli bir malzemeden bir akım geçiren bir tekniktir. (Fotoğraf: Jeff Fitlow, Rice Üniversitesi) Düzenleyici kurumların ömrünü tamamlamış araçlara yönelik geri dönüşüm uygulamalarını gözden geçirmesi ve iyileştirmesi yönünde artan baskıyla birlikte, GFRP atıklarını yönetmek için daha iyi yöntemlere güçlü bir ihtiyaç var. Bazıları GFRP'den kurtulmak için yakma veya solvoliz kullanan yaklaşımlar geliştirmeye çalışsa da, doktora sonrası araştırma görevlisi ve Tour laboratuvarında çalışan Rice Academy Kıdemli Üyesi Yi Cheng, bu tür süreçlerin kaynak yoğun olması nedeniyle idealden daha az olduğunu söyledi ve çevre kirliliğine neden olur.
Cheng, "Bu malzemenin cam elyafının yüzeyinde plastik var ve plastiğin yakılması çok fazla zehirli gaz üretebilir" dedi. "GFRP'yi çözmeye çalışmak da sorunlu çünkü solventlerden çok fazla asit veya baz atığı üretebiliyor. Bu malzemeyle baş etmenin daha çevre dostu bir yolunu bulmak istedik." Tour'un laboratuvarı, orta derecede dirençli bir malzeme üzerinden akım geçirerek onu olağanüstü yüksek sıcaklıklara hızla ısıtan ve onu başka maddelere dönüştüren bir teknik olan flaş Joule ısıtmayı kullanan yeni atık imha ve geri dönüşüm uygulamalarının geliştirilmesiyle şimdiden manşetlere çıktı. Tour, Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı'ndaki meslektaşlarından GFRP'nin imhasıyla ilgili sorunları öğrendiğinde, bu tür turbo ısıtmanın GFRP'yi yarı iletkenlerde ve zımpara kağıdında yaygın olarak kullanılan silisyum karbüre dönüştürebileceğini düşündüğünü söyledi.
Tour, "Metal klorür ve karbon karışımını flaş Joule ısıtmayla ısıtırsak metal karbür elde edebileceğimizi zaten biliyorduk ve bir gösteride silisyum karbür yaptık" dedi. "Böylece GFRP'yi silisyum karbüre dönüştürecek bir süreç bulmak için bu çalışmadan yararlanabildik." Bu yeni süreç, GFRP'yi plastik ve karbondan oluşan bir karışım halinde öğütüyor ve gerektiğinde karışımı iletken hale getirmek için daha fazla karbon eklemeyi içeriyor. Araştırmacılar daha sonra iki elektrot kullanarak ona yüksek voltaj uygulayarak sıcaklığını 1,600-2,900 santigrat dereceye (2,912-5,252 Fahrenheit) çıkarıyor.
Tour, "Bu yüksek sıcaklık, plastik ve karbonun silisyum karbüre dönüşümünü kolaylaştırıyor" diye açıkladı. "Farklı uygulamalar için kullanılabilecek iki farklı türde silisyum karbür üretebiliyoruz. Aslında bu tür silisyum karbürlerden biri, pil anot malzemesi olarak üstün kapasite ve hız performansı gösteriyor.” Bu ilk çalışma laboratuvar ölçeğinde bir kavram kanıtlama testi olsa da Tour ve meslektaşları, süreci daha geniş kullanım için ölçeklendirmek üzere halihazırda dış şirketlerle çalışıyor. GFRP'yi ileri dönüştürmenin işletme maliyetleri kilogram başına 0.05 dolardan azdır; yakma veya solvolizden çok daha ucuzdur ve daha çevre dostudur.
Tour, bu yeni flaş ileri dönüşüm yöntemini uygun şekilde ölçeklendirmenin zaman ve iyi bir mühendislik ⎯ alacağını söyledi. Laboratuvarının GFRP çöpünü silisyum karbür hazinesine dönüştürmenin sürdürülebilir bir yolunu geliştirebildiğinden heyecan duyduğunu söyledi.
"Bu GFRP genellikle çöp sahasına atılan bir atık üründür ve artık onu insanlığa yardımcı olabilecek kullanılabilir bir ürüne dönüştürebilirsiniz" dedi. “Bu tam olarak döngüsel bir ekonomiyi desteklemek için ihtiyacımız olan türden bir yaklaşım.
Flaş Joule ısıtma, malzemeleri olağanüstü yüksek sıcaklıklara hızlı bir şekilde ısıtmak ve bunları başka maddelere dönüştürmek için orta derecede dirençli bir malzemeden bir akım geçiren bir tekniktir. (Fotoğraf: Jeff Fitlow, Rice Üniversitesi) Düzenleyici kurumların ömrünü tamamlamış araçlara yönelik geri dönüşüm uygulamalarını gözden geçirmesi ve iyileştirmesi yönünde artan baskıyla birlikte, GFRP atıklarını yönetmek için daha iyi yöntemlere güçlü bir ihtiyaç var. Bazıları GFRP'den kurtulmak için yakma veya solvoliz kullanan yaklaşımlar geliştirmeye çalışsa da, doktora sonrası araştırma görevlisi ve Tour laboratuvarında çalışan Rice Academy Kıdemli Üyesi Yi Cheng, bu tür süreçlerin kaynak yoğun olması nedeniyle idealden daha az olduğunu söyledi ve çevre kirliliğine neden olur.
Cheng, "Bu malzemenin cam elyafının yüzeyinde plastik var ve plastiğin yakılması çok fazla zehirli gaz üretebilir" dedi. "GFRP'yi çözmeye çalışmak da sorunlu çünkü solventlerden çok fazla asit veya baz atığı üretebiliyor. Bu malzemeyle baş etmenin daha çevre dostu bir yolunu bulmak istedik." Tour'un laboratuvarı, orta derecede dirençli bir malzeme üzerinden akım geçirerek onu olağanüstü yüksek sıcaklıklara hızla ısıtan ve onu başka maddelere dönüştüren bir teknik olan flaş Joule ısıtmayı kullanan yeni atık imha ve geri dönüşüm uygulamalarının geliştirilmesiyle şimdiden manşetlere çıktı. Tour, Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı'ndaki meslektaşlarından GFRP'nin imhasıyla ilgili sorunları öğrendiğinde, bu tür turbo ısıtmanın GFRP'yi yarı iletkenlerde ve zımpara kağıdında yaygın olarak kullanılan silisyum karbüre dönüştürebileceğini düşündüğünü söyledi.
Tour, "Metal klorür ve karbon karışımını flaş Joule ısıtmayla ısıtırsak metal karbür elde edebileceğimizi zaten biliyorduk ve bir gösteride silisyum karbür yaptık" dedi. "Böylece GFRP'yi silisyum karbüre dönüştürecek bir süreç bulmak için bu çalışmadan yararlanabildik." Bu yeni süreç, GFRP'yi plastik ve karbondan oluşan bir karışım halinde öğütüyor ve gerektiğinde karışımı iletken hale getirmek için daha fazla karbon eklemeyi içeriyor. Araştırmacılar daha sonra iki elektrot kullanarak ona yüksek voltaj uygulayarak sıcaklığını 1,600-2,900 santigrat dereceye (2,912-5,252 Fahrenheit) çıkarıyor.
Tour, "Bu yüksek sıcaklık, plastik ve karbonun silisyum karbüre dönüşümünü kolaylaştırıyor" diye açıkladı. "Farklı uygulamalar için kullanılabilecek iki farklı türde silisyum karbür üretebiliyoruz. Aslında bu tür silisyum karbürlerden biri, pil anot malzemesi olarak üstün kapasite ve hız performansı gösteriyor.” Bu ilk çalışma laboratuvar ölçeğinde bir kavram kanıtlama testi olsa da Tour ve meslektaşları, süreci daha geniş kullanım için ölçeklendirmek üzere halihazırda dış şirketlerle çalışıyor. GFRP'yi ileri dönüştürmenin işletme maliyetleri kilogram başına 0.05 dolardan azdır; yakma veya solvolizden çok daha ucuzdur ve daha çevre dostudur.
Tour, bu yeni flaş ileri dönüşüm yöntemini uygun şekilde ölçeklendirmenin zaman ve iyi bir mühendislik ⎯ alacağını söyledi. Laboratuvarının GFRP çöpünü silisyum karbür hazinesine dönüştürmenin sürdürülebilir bir yolunu geliştirebildiğinden heyecan duyduğunu söyledi.
"Bu GFRP genellikle çöp sahasına atılan bir atık üründür ve artık onu insanlığa yardımcı olabilecek kullanılabilir bir ürüne dönüştürebilirsiniz" dedi. “Bu tam olarak döngüsel bir ekonomiyi desteklemek için ihtiyacımız olan türden bir yaklaşım.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=64759.php
