NREL開發(fā)PECAN生物基樹脂，推動(dòng)風(fēng)力葉片可持續(xù)發(fā)展

2024-09-03 09:45:28 來源：NREL 閱讀量：18557 評論

導(dǎo)讀：美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)成功開發(fā)出一種名為“聚酯共價(jià)適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)”的新型生物基樹脂。

　　美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)最近取得了一項(xiàng)重要進(jìn)展，成功開發(fā)出一種名為“聚酯共價(jià)適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)”(PolyEster Covalently Adaptable Network，簡稱PECAN)的新型生物基樹脂。這種樹脂不僅能夠通過生物質(zhì)資源制成，還具有優(yōu)異的性能，能夠在風(fēng)力葉片的制造中與傳統(tǒng)熱固性樹脂相媲美，甚至在某些方面超越了目前行業(yè)內(nèi)用于可回收的熱塑性樹脂。NREL的研究團(tuán)隊(duì)通過制作一款9米長的原型葉片，驗(yàn)證了PECAN樹脂的制造工藝，證明其能夠在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上順利應(yīng)用。

　　研究人員表示，PECAN樹脂的最大優(yōu)勢在于其回收利用的潛力。傳統(tǒng)風(fēng)力葉片在使用20年后通常只能通過機(jī)械方法回收，而PECAN樹脂則能夠通過溫和的化學(xué)工藝分解，使其組件得以重復(fù)使用。這項(xiàng)研究成果已經(jīng)發(fā)表在《Science》雜志上，并由NREL的多個(gè)研究中心協(xié)同完成。研究團(tuán)隊(duì)在論文中詳細(xì)闡述了PECAN樹脂的生命周期末端策略，并提出了對各組件的回收和再利用方案。這一創(chuàng)新不僅有望降低風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的環(huán)境足跡，還為實(shí)現(xiàn)能源材料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了新的思路。

　　PECAN樹脂的主要特點(diǎn)包括：

　　1. 可再生性和可回收性：PECAN樹脂完全由生物基材料制成，特別是從植物廢料中提取的糖類。這種樹脂不僅能在生產(chǎn)過程中減少溫室氣體排放和能量消耗，還能通過簡單的化學(xué)工藝進(jìn)行完全回收，允許風(fēng)力葉片在其生命周期結(jié)束后再次利用。

　　2. 高性能：PECAN樹脂在性能上與傳統(tǒng)的風(fēng)力葉片樹脂材料相媲美，甚至在某些方面表現(xiàn)更優(yōu)，例如在抗“蠕變”測試中表現(xiàn)出色。這意味著使用PECAN樹脂制造的葉片能夠長時(shí)間保持其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而不會(huì)因時(shí)間推移而變形。

　　3. 制造和環(huán)境優(yōu)勢：與目前廣泛使用的環(huán)氧樹脂相比，PECAN樹脂的生產(chǎn)過程產(chǎn)生的溫室氣體排放量減少了40%，能耗減少了30%。這使得PECAN樹脂不僅更加環(huán)保，還能在經(jīng)濟(jì)上提供潛在的節(jié)能和成本效益。

　　這些技術(shù)創(chuàng)新標(biāo)志著風(fēng)力渦輪行業(yè)向著更可持續(xù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方向邁出了重要一步。目前，NREL的研究團(tuán)隊(duì)正在繼續(xù)擴(kuò)大PECAN樹脂的應(yīng)用范圍，并計(jì)劃開發(fā)更多的生物基配方，以推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　NREL的科學(xué)家們在研究中著眼于可回收材料的性能問題，通過不斷實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化，最終開發(fā)出了PECAN樹脂。這種樹脂不僅在風(fēng)力葉片制造中表現(xiàn)優(yōu)異，還通過了加速風(fēng)化測試，證明其在各種環(huán)境條件下都能保持穩(wěn)定的形狀和性能。NREL計(jì)劃在未來進(jìn)一步擴(kuò)大PECAN樹脂的應(yīng)用范圍，并通過更多的研究和資金支持，探索制造更大尺寸的風(fēng)力葉片，以及開發(fā)更多的生物衍生樹脂配方，以推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

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