美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员看到了制造生物衍生风叶片的现实道路，这种风叶片可以化学回收，组件可以重复使用，结束了旧叶片在使用寿命结束时被填埋的做法。
研究结果发表在新一期的《科学》杂志上。这种新型树脂是由生物衍生资源生产的材料制成的，其性能与目前由热固性树脂制成的叶片的行业标准相当，并且优于某些可回收的热塑性树脂。
研究人员建造了一个9米长的叶片原型，以展示nrel开发的一种名为PECAN的生物质衍生树脂的可制造性。聚酯共价适应性网络(PolyEster Covalently adaptive Network)是聚酯共价适应性网络(PolyEster Covalently adaptive Network)的缩写，其制造工艺与当前的方法相吻合。在现有的技术下，风力叶片可以使用20年左右，之后它们可以被机械回收，比如切碎用作混凝土填料。PECAN标志着一个飞跃，因为它能够使用温和的化学工艺回收叶片。
NREL的博士后研究员、这篇新论文的第一作者莱恩·克拉克(Ryan Clarke)表示，化学回收过程允许叶片的组件被一次又一次地回收和再利用，从而允许对同一产品进行再制造。“如果操作得当，这确实是一种无限的方法。”
他说，化学过程能够在6小时内完全分解原型叶片。
这篇论文题为“用于风力叶片回收的生物质衍生热固性材料的制造和测试”，涉及了NREL五个研究中心的研究人员的工作，包括国家风能技术中心和BOTTLE联盟。研究人员展示了PECAN叶片的寿命终止策略，并提出了每个组件的回收和再利用策略。
“PECAN方法用于开发可回收的风力涡轮机叶片是我们努力促进能源材料循环经济的重要一步，”NREL机械和热工程科学副实验室主任约翰尼格林说。
对PECAN树脂的研究从结尾开始。科学家们想要制造一种可回收的风力叶片，并开始试验他们可以使用什么原料来实现这一目标。他们使用生物衍生糖开发的树脂提供了一种与传统观念相反的观点，即设计为可回收的刀片将无法发挥同样的作用。
“仅仅因为某些东西是生物衍生的或可回收的，并不意味着它会变得更糟，”《科学》论文的两位通讯作者之一尼克·罗雷尔(Nic Rorrer)说。他说，其他人对这类材料的一个担忧是，叶片会受到更大的“蠕变”的影响，即叶片失去形状并随着时间的推移而变形。“这确实挑战了聚合物科学领域不断发展的观念，即你不能使用可回收材料，因为它们会表现不佳或蠕变太多。”
由PECAN树脂制成的复合材料保持了它们的形状，经受住了加速的风化验证，并且可以在类似于风力涡轮机叶片目前制造的现有固化周期的时间框架内制造。
虽然风力叶片可以测量一个足球场的长度，但原型机的大小证明了这一过程。
第二通讯作者罗宾·默里(Robynne Murray)说:“在9米的叶片尺寸上，我们能够演示所有与60、80、100米叶片尺寸相同的制造工艺。”
其他合著者都来自NREL，他们是Erik Rognerud, Allen Puente-Urbina, David Barnes, Paul Murdy, Michael McGraw, Jimmy Newkirk, Ryan Beach, Jacob Wrubel, Levi Hamernik, Katherine Chism, Andrea Baer和Gregg Beckham。
美国能源部通过其先进材料和制造技术办公室和生物能源技术办公室及其对BOTTLE联盟的支持，共同资助了这项研究。额外的研究和资金将使研究人员能够制造更大的叶片，并探索更多的生物衍生配方。
NREL是美国能源部可再生能源和能源效率研究与开发的主要国家实验室。NREL由可持续能源联盟有限责任公司为美国能源部运营。
