Vísindamenn við Kóreustofnun orkurannsókna (KIER) hafa þróað nýja tækni til að brjóta niður R134a kælimiðil með því að nota iðnaðarúrgang.
Tæknin hefur nokkra hugsanlega umhverfislega kosti: Hún myndi draga úr losun gróðurhúsalofttegunda, nýta eitraða aukaafurð úr iðnaði og vera orkusparnari en núverandi eyðingaraðferðir HFC.
Á KIER Hydrogen Composites Laboratory tókst rannsóknarteymi Dr. Lee Shin-geun að brjóta niður HFC R134a með 99% skilvirkni með því að nota "rauða leðju" sem hvata.
Iðnaðarúrgangur rauð leðja hráefni (vinstri) Rauð leðjuhvati gerður í köggla (hægri)
Rauð leðja er aukaafurð álframleiðslu, inniheldur járn, ál og kísiloxíð og er rauð á litinn. Meira en 200,000 tonn eru framleidd á hverju ári. Eins og er er flestum rauðri leðju fargað með urðun, en hún er mjög basísk og inniheldur þungmálma sem geta mengað jarðveg og vatn.
Hefð er að R134a er aðallega meðhöndlað með brennslu- og plasmaaðferðum, en brennsla veldur aukamengun, en plasmaaðferðir krefjast hás hitastigs, eyða mikilli orku og auka búnaðarkostnað. Til að takast á við þessi vandamál þróaði rannsóknarhópurinn hvata niðurbrotstækni sem getur starfað við lægra hitastig en plasma. Þeir komust að því að málmhlutir eins og járn og ál í rauðri leðju geta haft samskipti sín á milli og myndað öflugan og stöðugan niðurbrotshvata kælimiðils.
Rauð leðja hefur gljúpa uppbyggingu, stórt yfirborð á hverja massaeiningu og mikinn hitastöðugleika, sem gerir hvarfefnin kleift að flæða á skilvirkan hátt og kemur í veg fyrir líkamlega og efnafræðilega aflögun og skemmdir á hvatanum. Að auki getur rauð leðja einnig þjónað sem stuðningur til að veita umhverfi sem stuðlar að hvataviðbrögðum og auka endingu og virkni hvatans.
Til þess að auka niðurbrotsáhrifin enn frekar, notaði rannsóknarhópurinn einfalt hitameðferðarferli til að stuðla að samspili kalsíums, kísils og álhluta til að mynda samsett efni úr tríkalsíumaluminati og kalsíumálfeldspat. Þetta efni er venjulega notað til að bæta styrk sements. Það getur aukið bindikraft hvataagna og stækkað hvarfsvæðið og þar með bætt niðurbrotsáhrifin.
Vetnisflúoríð sem myndast við niðurbrot R134a hvarfast við kalsíumoxíð og myndar kalsíumflúoríð. Þetta efnafræðilega stöðuga kalsíumflúoríð myndar þunna filmu á yfirborði hvatans, verndar hvatann og kemur í veg fyrir að hann bili.
Hvatinn sem þróaður var af rannsóknarhópnum hélt háum niðurbrotshraða meira en 99% í 100 klukkustundir, sem sýndi framúrskarandi niðurbrotsárangur. Með einföldu þurrkunar- og mulningarferli er hægt að framleiða 1 kg af hvata á klukkustund, sem er þægilegt fyrir stórframleiðslu.
Þar sem hráefnið er endurunnið iðnaðarúrgangur er enginn kostnaður, sem getur dregið úr kostnaði við förgun úrgangs og skapað aukatekjur.
Dr. Li Xingen sagði: "Rauð leðja er sterkt basískt efni sem mun valda alvarlegri mengun þegar það er sleppt út í umhverfið, en engin hentug meðferð og endurvinnslutækni hefur verið til staðar. Hvataframleiðslutæknin sem við þróuðum getur ekki aðeins endurunnið úrgang og dregið úr umhverfismálum. mengun, en einnig brjóta niður kælimiðla á skilvirkan hátt með sterkum gróðurhúsaáhrifum.“
