11 de novembro de 2025 – Pequim (China) – Pesquisadores da Universidade Tsinghua apresentaram um processo ultrarrápido que converte resíduos de pás de turbinas eólicas em grafeno e carbeto de silício (SiC) com alta pureza, reduzindo custos e emissões na reciclagem de compósitos.
Como funciona o choque carbotérmico
O método, batizado de carbothermal shock (CTS), submete fragmentos não separados de pás — compostas por polímeros reforçados com fibra de vidro ou carbono e núcleos de espuma de PVC — a correntes elétricas intensas dentro de um tubo de grafite, elevando a temperatura interna a cerca de 3 000 kelvin em poucos segundos.
Essa elevação instantânea cria grandes gradientes térmicos, afastando as reações químicas do equilíbrio e permitindo a formação controlada de diferentes estruturas:
- ~2 400 °C: gera carbeto de silício cúbico (polimorfo 3C);
- ~1 500 °C por dezenas de segundos: forma SiC hexagonal (6H), rico em lacunas de silício;
- ~2 700 °C: decompõe SiC e produz grafeno turbostático, com camadas levemente desalinhadas;
- ~2 000 °C por 30 s: origina grafeno híbrido, mesclando regiões ordenadas (empilhamento AB) e zonas desordenadas.
Desempenho dos materiais obtidos
Após purificação, o SiC 3C alcançou mais de 99 % de pureza, superfície específica de até 66 m²/g e condutividade elétrica de 148 S/m sob 4 MPa. O grafeno híbrido apresentou 136 m²/g de área específica, condutividade de cerca de 1 800 S/m e melhorou em 22 % a resistência à tração de epóxi com 5 % de carga.
Vantagens ambientais e econômicas
Estudo de ciclo de vida indicou potencial de aquecimento global de 2,08 kg CO₂-eq por kg de pás processadas — 86 % inferior ao da pirólise e 27 % menor que o da solvólise. A estimativa de custo operacional ficou em US$ 0,11 por kg, contra US$ 11,18 para pirólise e US$ 0,42 para solvólise.
Imagem: rapidly heating fragments to about
Escala e outras aplicações
Os autores também demonstraram a produção de SiC 3C a partir de sílica com negro de fumo e grafeno a partir de PVC triturado. O reator de tubo de grafite, alimentado por banco de capacitores, opera de forma contínua entre 900 °C e 2 700 °C, com taxas de aquecimento de 2 × 10⁴ °C/s.
A quantidade de pás aposentadas deve saltar de cerca de 6 000 t em 2025 para 653 000 t em 2040; a adoção industrial do CTS poderia evitar milhões de toneladas de emissões de CO₂ no período, segundo os autores.
Com informações de Nanowerk
