Глобальная культура массового производства и потребления привела к монументальному увеличению количества образующихся сегодня отходов, что указывает на неудовлетворенную потребность в более совершенных системах переработки. Традиционно отходы собираются на месте и перерабатываются на крупных предприятиях по переработке в централизованном месте. Несмотря на то, что при этом одновременно обрабатывается большое количество отходов, большие затраты на транспортировку и потребление энергии остаются большой проблемой для этого метода.
Распределенные системы переработки, включающие небольшие предприятия по переработке, предлагают устойчивую альтернативу традиционным системам переработки. Такая система может значительно снизить потребность в энергии для транспортировки и потенциально увеличить скорость переработки. Хотя этот тип системы все еще находится в зачаточном состоянии, во многих исследованиях изучалось его использование для переработки пластмасс, фотоэлектрических отходов и сточных вод, с особенно многообещающими результатами в распределенной переработке пластика. Поэтому необходимо изучить потенциал распределенных систем переработки для решения глобальной проблемы обращения с отходами.
В новом исследовании исследователи из Университета Рицумейкан, Япония, предложили новую мелкомасштабную систему распределенной переработки использованных батарей. «Необходимо проанализировать возможность децентрализации переработки электронных отходов с учетом различных характеристик каждого муниципалитета. В этом исследовании мы сосредоточимся на устаревших щелочных батареях как на отходах , подлежащих переработке в распределенной системе переработки», — объясняет профессор . Сёки Косаи, член исследовательской группы и первый автор исследования. В их новой системе использовалось микроволновое излучение, которое обеспечивает селективный, быстрый нагрев и сниженное потребление энергии по сравнению с нагревом в печи. Выводы команды были опубликованы в журнале Resources, Environment and Sustainability .
Во-первых, исследователи провели эмпирическое исследование , чтобы изучить возможность использования этого микроволнового метода для переработки отработанных щелочных батарей. Затем они провели аналитическое исследование эффективности распределенных систем переработки в Японии. Всего в исследовании было рассмотрено 1710 муниципалитетов Японии, в которых потребление энергии и выбросы парниковых газов использовались в качестве показателей для проверки эффективности предлагаемой системы переработки.
Результаты эмпирического исследования показали, что с помощью микроволнового нагрева удалось добиться степени извлечения 97% оксида марганца и цинка из щелочных батарей. Эта скорость регенерации в 1,5 раза выше, чем при обычном электропечном нагреве, но при этом занимает вдвое меньше времени. Аналитическое исследование также показало весьма оптимистичные результаты, поскольку команда отметила, что баланс между централизованными и распределенными системами рециркуляции может снизить годовое потребление энергии и выбросы парниковых газов по всей Японии на 26 500 ГДж и 1,54 Гг эквивалента CO 2 соответственно.
Концепция децентрализации является новым понятием среди систем переработки. В связи с этим результаты этого исследования являются хорошей отправной точкой для изучения систем распределенной переработки, использующих микроволновое излучение для извлечения металлов. «Благодаря принятию этой системы районы, где отсутствуют природные ресурсы, получат возможность стать поставщиками вторичных ресурсов. Эта система также может решить проблему вторичной переработки металлов в развивающихся странах», — заключает профессор Косаи.
Дополнительная информация: Shoki Kosai et al, Распределенная система утилизации с микроволновым нагревом для устаревших щелочных батарей, Resources, Environment and Sustainability (2022). DOI: 10.1016/j.resenv.2022.100071
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com