Nuevo método de reciclaje convierte residuos de GFRP en carburo de silicio

La Universidad Rice presenta un método para reciclar plástico reforzado con fibra de vidrio, convirtiéndolo en carburo de silicio útil para semiconductores y más.

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La Universidad Rice ha dado un paso gigante en el campo del reciclaje sostenible con el desarrollo de un método energéticamente eficiente para transformar el plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP) en carburo de silicio, un material de alto valor utilizado en la industria de semiconductores, entre otros. Este avance promete no solo aliviar la carga ambiental asociada con los desechos de GFRP sino también ofrecer una nueva vida a este material robusto y duradero.

El GFRP, conocido por su resistencia y durabilidad, se encuentra en una amplia gama de aplicaciones, desde la aviación hasta la energía eólica. Sin embargo, su eliminación al final de su vida útil ha representado un desafío significativo debido a la dificultad para reciclarlo de manera sostenible, llevando a que la mayoría de estos desechos terminen en vertederos.

Es decir, a pesar de sus ventajas, el GFRP presenta un desafío significativo en términos de gestión de residuos, ya que no es fácilmente biodegradable y su reciclaje presenta dificultades técnicas y económicas.

¿Cómo se transforma dicho plástico (GFRP) en carburo de silicio?

El equipo de investigación, liderado por el profesor James Tour, ha encontrado una solución a este problema mediante el uso del calentamiento Joule, una técnica que permite transformar el GFRP en carburo de silicio mediante la aplicación de corriente eléctrica para generar calor extremo. Este proceso no solo es innovador sino también notablemente eficiente desde el punto de vista energético.

"Ya sabíamos que si calentábamos la mezcla de cloruro metálico y carbono mediante calentamiento instantáneo Joule, podríamos obtener carburo metálico y, en una demostración, fabricamos carburo de silicio", dijo Tour. "Así que pudimos aprovechar ese trabajo para idear un proceso para transformar el GFRP en carburo de silicio".

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El método desarrollado aprovecha el calentamiento Joule para descomponer el GFRP en una mezcla de plástico y carbono, a la cual se le puede agregar carbono adicional si es necesario para mejorar su conductividad. Luego, esta mezcla se somete a altas temperaturas mediante la aplicación de un alto voltaje, resultando en la formación de carburo de silicio.

Aplicaciones del carburo de silicio

El carburo de silicio producido mediante este proceso tiene aplicaciones potenciales en varios campos, incluyendo la fabricación de semiconductores y papel de lija. Además, se ha demostrado que uno de los tipos de carburo de silicio generados ofrece un rendimiento superior como material de ánodo en baterías, abriendo nuevas vías para su uso en tecnologías de almacenamiento de energía.

Este método no solo presenta una alternativa sostenible para el manejo de desechos de GFRP sino que también lo hace de manera coste-efectiva. Los investigadores estiman que el costo operativo de este proceso de reciclaje es inferior a 0,05 dólares por kilogramo, lo que lo hace significativamente más económico que métodos tradicionales como la incineración o la solvólisis.

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La colaboración con empresas externas ya está en marcha para escalar este proceso y facilitar su adopción a nivel industrial. Este esfuerzo conjunto busca no solo validar la viabilidad del método a gran escala sino también promover una economía circular donde los desechos se convierten en recursos valiosos.

El trabajo del laboratorio de Tour representa un avance significativo hacia la sostenibilidad en la gestión de residuos, ofreciendo una solución práctica y económica para el reciclaje de GFRP. Este enfoque no solo beneficia al medio ambiente al reducir la cantidad de desechos enviados a vertederos sino que también contribuye a la creación de materiales útiles para diversas industrias.