Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Uczeni z Politechniki Gdańskiej zastanawiają się, co zrobić ze zużytymi łopatami turbin wiatrowych
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Tworzywa sztuczne to jedno z największych zagrożeń dla środowiska naturalnego. Tymczasem recykling plastiku to wielka porażka. Ludzkość poddaje recyklingowi jedynie 9% wytwarzanego przez siebie plastiku. Jakby tego było mało, autorzy najnowszych badań informują, że techniki wykorzystywane w przetwórstwie tworzyw sztucznych... zwiększają zanieczyszczenie środowiska mikroplastikiem. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of Strathclyde w Szkocji i Dalhousie University w Kanadzie, którzy badali wodę wykorzystywaną do czyszczenia plastiku w zakładach przetwórstwa.
Globalna produkcja plastiku szybko rośnie. Tylko w latach 2018–2020 zwiększyła się ona z 359 do 367 milionów ton rocznie. Miliony ludzi na całym świecie segregują plastik we własnych domach. W znacznej części i tak trafia on jednak na wysypisko. A teraz dowiadujemy się, że ta niewielka część, która poddawana jest recyklingowi, sprawia jeszcze większe problemy. Wynikają one z tego, że plastik przed recyklingiem należy wymyć. Później tworzywo jest mielone i przetapiane na pelet.
Szkocko-kanadyjski zespół naukowy przyjrzał się procesowi recyklingu plastiku w supernowoczesnym zakładzie przetwórstwa w Wielkiej Brytanii, który co roku przyjmuje 22 680 ton zmieszanych odpadów z tworzyw sztucznych. Plastikowe odpady są myte w zakładzie czterokrotnie. Uczeni przyjrzeli się więc wodzie po każdym z tych cykli mycia, badając, ile pozostaje w niej mikroplastiku.
Okazało się, że mikroplastik obecny był w wodzie po każdym cyklu mycia. W badanym zakładzie, przez pewien czas po rozpoczęciu pracy, nie było systemu filtrowania wody spuszczanej do kanalizacji ściekowej. Dlatego też naukowcy mogli zbadać efektywność systemu filtrującego oraz dać nam wyobrażenie, jak bardzo zanieczyszczają środowisko zakłady wyposażone w w filtry oraz ich nie posiadające.
Okazało się, że filtry o około 50% zmniejszały zawartość mikroplastiku w wodzie. Mimo to z szacunków wynika, że nawet po pełnym cyklu filtrowania do środowiska może trafiać tylko z tego badanego zakładu od 4 do 1366 ton mikroplastiku rocznie, a zatem do 5% przetwarzanej masy. Co gorsza, filtry dość skutecznie wyłapują większe kawałki mikroplastiku, słabo zaś radzą sobie z tymi najmniejszymi. A to one z największą łatwością przenikają w głąb organizmów żywych.
Mikroplastik wykryto już w ludzkich jelitach, krwi, naczyniach krwionośnych, płucach, łożysku i mleku matki. Znaleziono go w każdej tkance ludzkiego organizmu, w jakiej go poszukiwano. Nie znamy zagrożeń, jakie dla człowieka niesie zanieczyszczenie organizmu plastikiem. Nie jest on jednak obojętny. Ostatnio naukowcy opisali nową jednostkę chorobową u ptaków – plastikozę. Nie ma więc gwarancji, że i u ludzi mikroplastik nie wywołuje chorób.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Każdego roku ludzie pozbywają się 92 milionów ton ubrań i innych tekstyliów. Mniej niż 15% z nich jest poddawanych recyklingowi, a jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy jest trudność w sortowaniu. Naukowcy z University of Michigan stworzyli niedrogie włókna fotoniczne, które wszyte w ubrania pozwolą na określanie ich składu i automatyczne sortowanie.
To jak kod kreskowy wszyty w tkaninę. Możemy przystosować włókna tak, by były widoczne gołym okiem, ujawniały się wyłącznie w bliskiej podczerwieni czy też stanowiły kombinację obu tych metod odczytu, mówi profesor Max Shtein.
Metki na ubraniach często nie pomagają w sortowaniu. Mogą zostać przecież wycięte lub też nadruk na nich się spierze. Nowe włókno, po wszyciu w materiał, może pozostać niewidoczne, dopóki nie zostanie na taśmie sortującej oświetlone w podczerwieni. Systemy sortowania wykorzystujące podczerwień są już wykorzystywane do rozpoznawania materiałów i działają dzięki różnej sygnaturze optycznej, jaką mają materiały o różnym składzie. Oczywiście materiały wykorzystywane w tkaninach również mają różne sygnatury optyczne, jednak większość tkanin wykonana jest z różnych materiałów, przez co taka metoda sortowania nie do końca zdaje egzamin. Żeby dobrze przeprowadzić recykling musimy znać dokładny skład tkaniny. Firma zajmująca się np. recyklingiem bawełny nie będzie chciała płacić za materiał, który w 70% składa się z poliestru. Naturalne sygnatury optyczne nie zapewnią odpowiedniej precyzji, ale nasze fotoniczne włókno może dostarczyć wszystkich informacji, zapewnia doktor Brian Iezzi.
Fotoniczne włókna, by spełniały swoje zadanie, powinny stanowić około 1% tkaniny. To może zwiększyć koszt gotowego produktu o około 25 centów, to mniej więcej tyle ile wynosi koszt tradycyjnej metki, stwierdza Iezzi. Co więcej, fotoniczne włókno może zawierać też wiele innych informacji, jak np. dane o miejscu i czasie produkcji, może pełnić też rolę hologramu potwierdzającego autentyczność produktu i jego pochodzenie od danego producenta. Tego typu dane konsument mógłby odczytać nawet za pomocą swojego smartfona. Zatem w przyszłości włókno wszyte w ubranie mogłoby stanowić źródło informacji i dla kupującego, i dla firmy prowadzącej recykling, dodaje Iezzi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zużyte łopaty turbin wiatrowych stanowią coraz poważniejszy problem ekologiczny. Obecnie są składowane na wysypiskach, a ich liczba szybko rośnie. A co, gdyby można było je... zjeść? Podczas odbywającego się właśnie spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego naukowcy z Michigan State University (MSU) zaprezentowali nowy materiał na łopaty, które po zużyciu można by przerobić na nowe łopaty lub zamienić w szereg innych produktów, w tym w żelki spożywcze.
Piękno naszego wynalazku polega na tym, że po zakończeniu cyklu życia łopaty, materiał, z którego została wykonana można rozpuścić na części składowe i użyć znowu. I tak bez końca, mówi doktor John Dorgan, jeden z twórców nowego materiału.
Łopaty turbin są wykonywane z włókna szklanego. Niektóre firmy opracowały co prawda technologię przerabiania włókna na mniej wartościowy materiał, ale większość łopat kończy na składowiskach. A z tym jest coraz większy problem. Jako, że turbiny są tym bardziej efektywne, im są większe, produkuje się je coraz większe. Co gorsza wiele firm wymienia łopaty na długo przed przewidywanym czasem ich eksploatacji, by zamontować większą turbinę.
Dogan i jego koledzy stworzyli materiał na łopaty składający się z włókna szklanego oraz syntetycznego i naturalnego polimeru z roślin. Powstała w ten sposób żywica na tyle wytrzymała, że można ją wykorzystywać w turbinach czy przemyśle motoryzacyjnym. Następnie materiał taki został rozpuszczony do świeżego monomeru, usunięto z niego mechanicznie włókno szklane, a z monomeru wykonano nowy materiał o – co niezwykle ważne – identycznych właściwościach jak materiał oryginalny.
Co interesujące, nowy materiał może znaleźć wiele innych zastosowań, w zależności od domieszek. Naukowcy stworzyli jego wersję, która nadaje się do wykonania blatów kuchennych i kranów. Można go też kruszyć i wykorzystywać w technologii formowania wtryskowego.
Bardzo interesującą cechą nowego materiału jest też możliwość przetworzenia go na produkt o wyższe wartości. Za pomocą odpowiednich technik materiał ze zużytych łopat turbin można przerobić na szkło akrylowe (PMMA), z którego powstaną szyby czy reflektory samochowowe, a z kolei PMMA można przerabiać na superchłonny polimer wykorzystywany w pieluszkach. Możliwe jest też uzyskanie mleczanu potasu, który po oczyszczeniu zostanie wykorzystany w żelkach czy napojach. Uzyskaliśmy z naszego materiału mleczan potasu jakości spożywczej. Taki sam, jaki jest używany w moich ulubionych żelkach, mówi Dorgan.
Naukowcy z Michigan chcą teraz wyprodukować łopaty do turbin średniej wielkości, by przeprowadzić testy polowe. Zauważają, że obecnie na rynku brak jest odpowiedniej ilości bioplastiku, by zaspokoić ew. zapotrzebowanie na nowe turbiny. Na początku ich produkcja musiałaby być dość ograniczona z tego powodu, mówi Dorgan.
Uczony zauważa, że nie powinniśmy mieć oporów przed jedzenie słodyczy, które kiedyś były turbiną wiatrową. Atom węgla pochodzący z rośliny jest takim samym atomem węgla jak ten pochodzący z paliw kopalnych. To część globalnego obiegu węgla. My wykazaliśmy, że możemy z biomasy stworzyć wytrzymałe tworzywo sztuczne, a następnie zamienić je na pożywienie, stwierdza uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W Gdańsku powstał prototyp innowacyjnego generatora pięciofazowego, który gwarantuje pracę zasilanej maszyny w przypadku awarii jednej z faz. Ponadto urządzenie nie wymaga użycia magnesów stałych, dzięki czemu jego producent może uniezależnić się od Chin, które zmonopolizowały rynek magnesów.
Generatory z trójfazowym uzwojeniem sterującym są powszechnie dostępne na rynku, natomiast nie ma maszyn z uzwojeniem sterującym pięciofazowym. Jesteśmy pionierami w tym zakresie. Dotychczas nie został opracowany taki prototyp, ponieważ problem polega na tym, by opracować takie uzwojenie sterujące, które nie będzie sprzęgało się z uzwojeniem mocy bezpośrednio, tylko poprzez zwarte uzwojenie wirnika oraz dołączyć do tego dedykowany układ sterowania. Nam się to udało, cieszy się doktor inż. Grzegos Kostro. Jest on członkiem zespołu z Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, kierowanego przez dr. inż. Rolanda Ryndzionka.
Generator to rodzaj maszyny prądu przemiennego. Urządzenia takie, do prawidłowego działania, potrzebują pola magnetycznego o wirującym strumieniu. Aby uzyskać takie pole konieczne jest odpowiednie rozłożenie uzwojeń w przestrzeni. W przypadku uzwojeń 2- lub 3-fazowych awaria jednaj z faz powoduje awarię całego urządzenia, gdyż nie można uzyskać odpowiedniego pola magnetycznego. Jednak pięć faz w uzwojeniu sterującym powoduje, że generator może nadal pracować przy uszkodzeniach jednej z faz uzwojenia, bądź przy uszkodzeniu jednej gałęzi falownika. Powoduje to zwiększoną niezawodność generatora i zapewnia większe bezpieczeństwo, wyjaśnia dr Filip Kutt.
Pięciofazowy generator z Gdańska nadal działa przy awarii jednej z faz, co prawda jego wydajność spada o 10–15 procent, ale nadal jest na tyle duża, że zasilane przezeń urządzenie może bez przeszkód pracować do czasu usunięcia awarii. Trzeba zaznaczyć, że jesteśmy jedynym zespołem, który podjął się skonstruowania takie prototypu w Polsce. Nie spotkaliśmy się też z takimi badaniami na świecie, dodaje dr inż. Michał Michna.
Obecnie stoimy w obliczu kryzysu energetycznego, a jedną z możliwości dywersyfikacji źródeł energii jest pozyskiwanie jej jak najczęściej ze źródeł ekologicznych, na przykład poprzez farmy wiatrowe. Nasz generator nie tylko daje większą gwarancję niezawodności, ale jest również ekologiczny. Do jego budowy nie używamy bowiem magnesów trwałych, powszechnie stosowanych w innych tego typu urządzeniach. Problemem jest ich pozyskanie na masową skalę, ponieważ rynek magnesów został zupełnie zmonopolizowany przez Chiny. Dzięki naszemu pomysłowi możemy uniezależnić się od rynków azjatyckich. Urządzenia bez magnesów trwałych są niezwykle pożądane, więc jesteśmy pewni, że nasz generator wzbudzi zainteresowanie, zwłaszcza na rynku europejskim, mówi doktor Ryndzionek.
W Gdańsku powstał już prototyp pięciofazowego generatora szczotkowego, a naukowcy pracują już nad modelem bezszczotkowym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Politechnika Gdańska (PG) i firma Seatech Engineering podpisały umowę przewidującą opracowanie wstępnego projektu autonomicznego statku zasilanego energią elektryczną, który będzie zbierał odpady z wody i odbierał je z innych statków. WCV (Waste Collecting Vessel) ma być przystosowany do pływania zarówno na otwartych wodach, jak i trudnych do nawigacji akwenach ograniczonych: portach, przystaniach czy śródlądowych drogach wodnych.
Projekt „Zeroemisyjny Statek do Zbierania Zanieczyszczeń w Portach i Obszarach Przybrzeżnych” (ZeroWastePorts) to wspólne przedsięwzięcie PG, Seatech Engineering, National Taiwan University oraz Ship and Ocean Industries R&D Center. Naukowcy zamierzają zaprojektować kształt kadłuba o dobrej stateczności, niskim zużyciu paliwa i dobrych właściwościach manewrowych. Powstanie też algorytm wykrywania odpadów i żeglugi autonomicznej. Specjaliści stworzą również propozycję stacji brzegowej, odbierającej odpady i ładującej akumulatory jednostki. Ponadto wykonana zostanie ocena możliwości wdrożenia koncepcji takiej jednostki dla różnych portów na całym świecie.
W działaniach projektowych zostaną wykorzystane najbardziej zaawansowane metody badawcze, w tym badania modelowe i metody numerycznej mechaniki płynów (CFD - computational fluid dynamics). Metody zostaną wykorzystane przede wszystkim do oceny efektywności napędu i manewrowości statku. Poza tym planowane jest wykorzystanie zagadnienia uczenia maszynowego do wykrywania odpadów i autonomicznego planowania trajektorii ruchu statku oraz symulatora statku do analizy reakcji statku w czasie rzeczywistym – oznajmiła Politechnika Gdańska.
Prace finansowane są przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju oraz tajwańskie Ministerstwo Nauki i Technologii. Na czele zespołu badawczego stanął doktor inżynier Maciej Reichel z Instytutu Oceanotechniki i Okrętownictwa Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.