Энергетики Томского политехнического университета предложили новый эффективный способ утилизировать старые шины с помощью плазмы дугового разряда постоянного тока в открытом воздухе. Предложенный способ в несколько раз дешевле и менее энергозатратный, по сравнению с прямыми аналогами. Результаты исследовательской опубликованы в журнале Fuel Processing Technology (Q1, IF: 7.03).
Проблема утилизации резиновых автомобильных шин — одна из самых серьёзных экологических и экономических проблем во всём мире. Среди часто используемых методов — сжигание, пиролиз, измельчение в крошку, закапывание. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Команда научно-исследовательского центра «Экоэнергетика 4.0» Инженерной школы энергетики ТПУ под руководством молодого учёного Александра Пака предложила новый подход к утилизации.
Плазменная переработка отходов — метод позволяет расщеплять любые органические соединения практически до атомарного состояния.
В результате серии экспериментов по утилизации резины получены продукты двух типов: ультрадисперсный углеродный порошок, содержащий микро- и наноразмерные объекты с графитоподной структурой, а также фуллереноподобные объекты, и смесь газов, содержащую метан, окись углерода и водород. Выделение последнего, в свою очередь, особенно актуально для развития водородных технологий, которые в будущем могут стать основой «энергетики будущего».
В ходе исследования томские учёные создали собственную модификацию атмосферного плазменного реактора. В отличие от «классического» дугового реактора здесь генерация плазмы электрической дуги происходит на открытом воздухе, а не в герметичном вакуумированном реакторе. При образовании дуги возникающий газовый поток «ограждает» зону реакции от кислорода воздуха, что предотвращает окисление сырья и продуктов синтеза. Такой подход позволяет отказаться от вакуумного и газового оборудования в составе плазменного реактора. Это упрощает его конструкцию, снижает энергоёмкость процесса практически на порядок, снижает сырьевую себестоимость, и в конечном счёте удешевляет процесс утилизации отходов.
На втором этапе исследований ученые планируют продолжить усовершенствование предложенного метода, а также рассмотреть возможности плазменной переработки других видов отходов, в частности, золы, шлака, пластика.