Fibras de vidro em fim de vida são convertidas em carboneto de silício! Outro novo método de reciclagem de fibras de vidro foi desenvolvido no exterior

 Fibra de vidroplásticos reforçados (GFRP) são usados ​​em uma ampla variedade de aplicações, desde componentes de aeronaves até pás de turbinas eólicas. Contudo, precisamente pela sua robustez e versatilidade,fibra de vidrotambém é muito difícil de descartar. Como resultado, a maior parte dos resíduos de fibra de vidro é enterrada em aterros sanitários após atingir o fim de sua vida útil.
Para resolver este problema, pesquisadores e colaboradores da Rice University desenvolveram um novo método de reciclagem com eficiência energética que converte GFRP em carboneto de silício, que é amplamente utilizado em semicondutores, lixas e outros produtos. A pesquisa é publicada na revista Nature Sustainability.
"O GFRP é usado para fazer coisas muito grandes e, na maioria dos casos, acabamos enterrando toda a estrutura da asa de um avião ou as pás de uma turbina eólica em um aterro sanitário", disse James Tour, professor de química, ciência de materiais e nanoengenharia. na Rice." O descarte de GFRP dessa forma não é sustentável. Até o momento, não existem bons métodos de reciclagem."

1. Gerenciamento de resíduos GFRP
Com a crescente pressão das agências reguladoras para modificar e melhorar os métodos de reciclagem de veículos em fim de vida, há uma necessidade crítica de melhores formas de gerir os resíduos de GFRP. Embora alguns tenham tentado desenvolver maneiras de tratar GFRP usando incineração ou dissolução, Yi Cheng, pesquisador assistente de pós-doutorado que trabalha no Tour Lab e pesquisador júnior no Rice College, diz que esses métodos não são ideais porque consomem muitos recursos e causar poluição ambiental.

"Este material tem plástico na superfície da fibra de vidro, e a incineração do plástico produz muitos gases tóxicos", diz Cheng." Tentar dissolver o GFRP também é problemático porque os solventes produzem grandes quantidades de resíduos ácidos ou alcalinos. Queríamos encontrar um produto mais maneira ecologicamente correta de lidar com esse material."
2. Carboneto de silício para lixas e semicondutores
O laboratório de Tull já ganhou as manchetes por desenvolver novas aplicações de tratamento e reciclagem de resíduos usando tecnologia de aquecimento flash joule. O aquecimento Flash Joule é uma tecnologia que passa uma corrente elétrica através de um material de resistência elétrica moderada para aquecê-lo rapidamente a temperaturas superaltas e convertê-lo em outras substâncias. tour diz que quando soube dos problemas envolvidos no processamento de GFRP com colegas da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Defesa dos EUA, ele pensou que esse tipo de turboaquecimento poderia converter GFRP em carboneto de silício, que é amplamente utilizado em semicondutores e lixas. Já sabíamos que se aquecêssemos uma mistura de cloreto metálico e carbono por aquecimento flash-joule, poderíamos obter carbonetos metálicos - e em uma demonstração, produzimos carboneto de silício", diz Tour. Portanto, pudemos usar este trabalho para vir criar um processo para transformar GFRP em carboneto de silício."

Este novo processo transforma GFRP em uma mistura de plástico e carbono; mais carbono é adicionado, se necessário, para tornar a mistura eletricamente condutiva. Os pesquisadores então aplicaram alta voltagem usando dois eletrodos para aumentar a temperatura para 1.600 ~ 2.900 graus. "A alta temperatura promove a conversão de plástico e carbono em carboneto de silício", explica Tour." Podemos fazer dois tipos diferentes de carboneto de silício, que podem ser usados ​​para finalidades diferentes. Na verdade, um dos carbonetos de silício apresenta excelente capacidade e avaliar o desempenho como material de ânodo de bateria."

3. A ampliação do processo de baixo custo está em andamento
Embora esta pesquisa inicial tenha sido um teste de prova de conceito em escala de bancada no laboratório, Tour e colegas começaram a trabalhar com empresas externas para ampliar o processo para uso mais amplo. A reciclagem de GFRP tem um custo operacional inferior a US$0,05 por quilograma, o que é muito mais barato e mais ecológico do que a incineração ou dissolução. Levará tempo e muita engenharia para ampliar adequadamente esse novo método, mas Tour diz que está entusiasmado com o fato de seu laboratório ter sido capaz de desenvolver um método sustentável para converter resíduos de GFRP em carboneto de silício.