Une équipe de recherche de l’Université d’État de Washington a été récompensée par le Département de l’Énergie des États-Unis pour ses travaux sur le recyclage des matériaux issus des éoliennes. Découvrez comment ces chercheurs s’attaquent à un défi de taille dans le domaine de l’énergie renouvelable.
Le groupe de recherche a reçu un prix de 75 000 dollars dans le cadre de la première phase d’un concours doté de 5,1 millions de dollars. Ce prix les rend éligibles pour la seconde phase du concours.
Alors que jusqu’à 85% des matériaux des éoliennes peuvent être réutilisés, les chercheurs cherchent encore à recycler efficacement les matériaux en fibre de carbone et en fibre de verre qui composent les pales des éoliennes. Ces dernières ont une durée de vie moyenne d’environ 20 ans.
Les défis du recyclage des matériaux composites
Les matériaux renforcés par des fibres de carbone sont difficiles à recycler. Contrairement aux bouteilles de lait en plastique qui peuvent simplement être fondues et réutilisées, les composites utilisés dans les pales des éoliennes contiennent des résines de matrice thermodurcissables. Une fois fabriqués, ils sont irréversiblement durcis et ne peuvent pas facilement être décomposés en leurs matériaux d’origine.
En plus des éoliennes, les plastiques renforcés de fibres de carbone sont utilisés dans de nombreuses autres industries, comme l’aviation et l’automobile, car ils sont légers et résistants.
Une nouvelle méthode de recyclage chimique
L’équipe du professeur Jinwen Zhang travaille sur une nouvelle méthode de recyclage chimique qui utilise un acide de Lewis doux comme catalyseur et un solvant industriel respectueux de l’environnement pour décomposer les thermodurcissables.
Les chercheurs sont capables de préserver les fibres de carbone ainsi que le matériau de résine sous une forme utile qui peut être facilement réutilisée. Leur formule fonctionne à des températures modérées inférieures à 200 degrés Celsius et à pression ambiante, sans nécessité d’une chambre à pression.
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Après avoir réduit le matériau en copeaux, les chercheurs peuvent décomposer le matériau en fibre de carbone en trois heures tout en préservant les propriétés de résistance de la fibre de carbone d’origine.
Un processus continu et respectueux de l’environnement
Leur processus peut également être effectué en continu ou semi-continu sans générer de déchets secondaires. Le solvant traverse le matériau de déchet et dissout la résine de matrice, qui peut ensuite être collectée par précipitation d’eau.
« Nous pouvons ensuite récupérer ce solvant et, comme il a une très bonne température et une stabilité à long terme, nous pouvons le récupérer et le réutiliser pour le prochain lot de recyclage », a précisé le doctorant Brian Bliss.
Dans le cadre de cette récompense, les chercheurs travailleront à optimiser leur processus, à le mettre à l’échelle et à démontrer le processus semi-continu.
« Notre processus est novateur et unique car c’est la première fois que nous pouvons faire le recyclage en continu et à une température modérée », a ajouté Jinwen Zhang. « C’est un énorme avantage pour le recyclage. Le processus de recyclage chimique continu n’a été vu nulle part ailleurs. »
Légende illustration : Recyclage des composites à pression ambiante et récupération aisée des produits recyclés.
