風能有助于實現電網的去碳化,但風力葉片不可回收,目前的報廢管理策略也不具有可持續(xù)性。動態(tài)熱固性材料,即共價適應性網絡 (CAN) 和 vitrimer,正在成為傳統(tǒng)交聯(lián)聚合物的可持續(xù)替代品。
為了解決可持續(xù)能源基礎設施中的材料可回收性難題,美國國家可再生能源實驗室Nicholas A. Rorrer教授與Robynne E. Murray教授引入了可擴展的生物質衍生聚酯共價適應網絡和相應的纖維增強復合材料,用于可回收風力葉片的制造。通過實驗和計算研究,包括9米風力葉片原型的真空輔助樹脂轉移成型,他們證明了這種材料與現有制造技術的無縫對接技術準備就緒,與現有材料相比具有更優(yōu)越的性能,以及實用的報廢化學可回收性。最值得注意的是,盡管采用了動態(tài)交聯(lián)拓撲結構,但該材料的蠕變抑制能力卻超越了業(yè)界最先進的熱固性材料,這一點與直覺相反??傊?,本文詳細介紹了風能葉片制造的方方面面,包括化學、工程、安全、機械分析、耐候性和化學可回收性,從而為實現生物質可衍生、可回收的風能葉片提供了現實途徑。相關研究成果以題為“Manufacture and testing of biomass-derivable thermosets for wind blade recycling”發(fā)表在最新一期《Science》上。