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 работы опубликованы в журнале «Fuel Processing Technology» (Q1, IF:7.03).

Проблема утилизации резиновых автомобильных шин – одна из самых серьезных экологических и экономических проблем во всем мире. Среди часто используемых методов – сжигание, пиролиз, измельчение в крошку, закапывание. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Команда научно-исследовательского центра «Экоэнергетика» Инженерной школы энергетики ТПУ под руководством молодого ученого Александра Пака предложила новый подход к утилизации.

«Плазменная переработка отходов – революционный способ переработки, который, по признанию мирового научного сообщества, когда-нибудь изменит мир. Такой метод позволяет расщеплять любые органические соединения практически до атомарного состояния. В результате серии экспериментов по утилизации резины мы получили продукты двух типов: ультрадисперсный углеродный порошок, содержащий микро- и наноразмерные объекты с графитоподобной 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». Возможность получения водорода, то есть экологически чистого топлива в процессе переработки отходов, является важным научно-практическим результатом», — говорит Александр Пак.

В ходе исследования томские ученые 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 энергоемкость процесса практически на порядок, снижает сырьевую себестоимость и в конечном счете 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.