Mặc dù thiết kế có khác nhau giữa các nhà sản xuất, hầu hết các cánh tuabin gió đều kết hợp bằng sợi carbon, lõi bên trong bằng gỗ balsa hoặc bọt nở và vỏ sợi thủy tinh. Trong cả sợi carbon và sợi thủy tinh, nhựa nhiệt rắn epoxy được sử dụng để liên kết các vật liệu tương ứng với nhau.
Một cánh quạt thông thường có liên hạn khoảng 20 năm, việc xử lý và tái chế các loại vật liệu này rất khó khăn và tốn nhiều năng lượng. Nguyên nhân chủ yếu là do nhựa không dễ bị phân hủy, do đó không thể thu hồi được sợi carbon và sợi thủy tinh từ cánh quạt.
Mặc dù một số kỹ thuật tái chế thử nghiệm đã được đưa ra, một số trong số đó kết hợp các quy trình khắc nghiệt có thể không khả thi ở quy mô thương mại, trong khi một số khác lại làm giảm chất lượng của sợi. Do đó, cánh quạt hết hạn thường được đưa ra các bãi chôn lấp hoặc nghiền nát và sử dụng làm chất độn trong xi măng.
Để giải quyết vấn đề đó, các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã phát triển một loại nhựa epoxy thay thế có tên là PECAN. Chất này có thể được tạo ra từ các nguyên liệu sinh học như glycerol thải hoặc các loại đường hóa học.
Sau những thử nghiệm ban đầu trên các mẫu nhỏ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng PECAN để chế tạo cánh tuabin gió dài 9 m kết hợp với sợi carbon, lõi gỗ balsa và vỏ sợi thủy tinh.
Thử nghiệm cho thấy độ bền kéo của vật liệu tương tự như cánh quạt làm bằng vật liệu thông thường, cũng như khả năng chịu được thời tiết khắc nghiệt. Đồng thời, không giống như một số lưỡi dao thử nghiệm khác được làm từ vật liệu thân thiện với môi trường, vật liệu này không dễ bị hiện tượng biến dạng theo thời gian.
Sau khi các thử nghiệm này hoàn tất, cánh quạt PECAN được cắt thành các khối lập phương và trải qua một quá trình hóa học để phục vụ mục đích tái chế.
Quá trình này hòa tan nhựa trong khoảng 6 giờ ở nhiệt độ 225oC, cho phép thu hồi hoàn toàn các sợi carbon và sợi thủy tinh nguyên sơ. Hóa chất xúc tác được sử dụng để làm cứng nhựa cũng đã được thu hồi. Và như một phần thưởng bổ sung, một hợp chất có tên là polyol, được hình thành như một sản phẩm phụ của quá trình khử trùng nhựa đã được thu hồi để có thể sử dụng sau này trong các loại nhựa như polyurethane.
Nhà nghiên cứu cấp cao của NREL – Nic Rorrer nhận định, 80% vật liệu được sử dụng trong sản xuất cánh quạt có thể được thu hồi và tái sử dụng, mở ra một tương lai mới cho ngành điện gió.
Đức Tú (Theo New Atlas)
