GFRP廃棄物の変換: ライス大学の炭化ケイ素への画期的なアップサイクル手法

ガラス繊維強化プラスチック (GFRP) は、航空機の部品や風力タービンのブレードに広く使用されている耐久性の高い複合材料です。しかし、その堅牢な特性により、廃棄には大きな課題が生じ、耐用年数が経過すると埋立地に埋められることがよくあります。

Nature Sustainability で最近特集された、ライス大学の研究者と共同研究者は、GFRP のエネルギー効率の高いアップサイクル手法を開発しました。化学および材料科学の教授であるジェームス・ツアーが率いるこのチームは、GFRPを半導体やサンドペーパーに不可欠な多用途材料である炭化ケイ素に変換する画期的なアプローチを考案しました。

ツアーでは、効果的なリサイクル方法がないために、飛行機の翼や風車の羽根などの大型のGFRP構造物をそのまま埋め立て地に埋めるという持続不可能な慣行を強調しました。焼却や加溶媒分解などの従来の廃棄技術は、資源を大量に消費する性質と、有毒ガスの排出や化学廃棄物などの環境への潜在的な危害を考慮して、不適切であると考えられています。

ツアー氏の研究室が開発した新しいアップサイクル プロセスでは、GFRP を摂氏 1,600 ～ 2,900 度 (華氏 2,912 ～ 5,252 度) の温度まで急速に加熱する技術であるフラッシュ ジュール加熱が採用されています。この高温により、GFRP のプラスチックと炭素成分の炭化ケイ素への変化が促進されます。このプロセスには、GFRP をプラスチックとカーボンの混合物に粉砕し、必要に応じてカーボンを追加して導電性を高め、電極を使用して高電圧を印加することが含まれます。

実験室のベンチスケールで実施された最初の概念実証テストでは、有望な結果が示されました。この費用対効果の高い方法を拡大するために外部パートナーとの協力が進められており、運用コストは 1 キログラムあたり 0.05 ドル未満で、従来の処分方法よりも大幅に安価で環境に優しい方法です。

ツアー氏は、GFRP廃棄物を貴重な炭化ケイ素製品に変換し、持続可能な実践をサポートし、循環経済に貢献するこの革新的なアプローチの可能性について熱意を表明しました。同氏は、環境への影響を削減し、資源効率を促進する世界的な取り組みと歩調を合わせ、さまざまな用途からの廃棄物を有用な新製品に変えることの重要性を強調した。