Transformer les déchets de GFRP : la méthode révolutionnaire de valorisation du carbure de silicium de l'Université Rice

Le plastique renforcé de fibres de verre (GFRP) est un composite très durable largement utilisé dans les composants d'avions et les pales d'éoliennes. Cependant, ses caractéristiques robustes posent des problèmes importants en matière d'élimination, conduisant souvent à l'enfouissement dans des décharges après sa durée de vie utile.

Récemment présentés dans Nature Sustainability, des chercheurs de l'Université Rice et leurs collaborateurs ont mis au point une méthode de recyclage économe en énergie pour le GFRP. Dirigée par James Tour, professeur de chimie et de science des matériaux, l'équipe a conçu une approche révolutionnaire pour convertir le GFRP en carbure de silicium, un matériau polyvalent essentiel dans les semi-conducteurs et le papier de verre.

La visite a mis en évidence la pratique non durable consistant à enterrer intactes de grandes structures en PRV, telles que des ailes d'avion et des pales d'éoliennes, dans des décharges en raison du manque de méthodes de recyclage efficaces. Les techniques d'élimination traditionnelles telles que l'incinération ou la solvolyse sont jugées inadéquates en raison de leur nature gourmande en ressources et de leurs dommages potentiels à l'environnement, notamment les émissions de gaz toxiques et les déchets chimiques.

Le nouveau processus de recyclage développé par le laboratoire de Tour utilise le chauffage flash Joule, une technique qui chauffe rapidement le GFRP à des températures allant de 1 600 à 2 900 degrés Celsius (2 912 à 5 252 Fahrenheit). Cette température élevée facilite la transformation des composants plastiques et carbonés du GFRP en carbure de silicium. Le processus consiste à broyer le GFRP en un mélange de plastique et de carbone, à améliorer la conductivité avec du carbone supplémentaire si nécessaire et à appliquer une haute tension à l'aide d'électrodes.

Les premiers tests de validation de principe menés à l’échelle d’un laboratoire ont montré des résultats prometteurs. Des collaborations avec des partenaires externes sont en cours pour développer cette méthode rentable, dont les coûts opérationnels sont inférieurs à 0,05 $ par kilogramme, soit nettement moins cher et plus respectueux de l'environnement que les méthodes d'élimination conventionnelles.

Tour a exprimé son enthousiasme quant au potentiel de cette approche innovante pour convertir les déchets de GFRP en produits précieux en carbure de silicium, soutenant des pratiques durables et contribuant à une économie circulaire. Il a souligné l'importance de transformer les déchets issus de diverses applications en de nouveaux produits utiles, en cohérence avec les efforts mondiaux visant à réduire l'impact environnemental et à promouvoir l'efficacité des ressources.