Ren og effektiv genbrug af elektronisk affald

Efterhånden som antallet af elektroniske enheder stiger rundt om i verden, at finde effektive metoder til genanvendelse af elektronisk affald (e-affald) er en voksende bekymring. Omkring 50 millioner tons e-affald genereres hvert år, og kun 20% af det bliver genanvendt. De fleste af de resterende 80 % ender på en losseplads, hvor det kan blive et miljøproblem. I øjeblikket, Genbrug af e-affald involverer mekaniske knusere og kemiske bade, som er dyre, og manuelt arbejde, som kan forårsage betydelige sundheds- og miljøproblemer, når de ikke udføres korrekt. Dermed, forskere fra Kumamoto University, Japan har brugt pulserende strøm (pulserende elektriske udladninger) til at udvikle en renere og mere effektiv genbrugsmetode.

Pulserende strøm har vist sig at være vellykket til behandling af forskellige affaldsmaterialer, fra beton til spildevand. For at teste dets evne til at blive brugt til genbrug af e-affald, forskere undersøgte dets effektivitet i at adskille komponenter fundet i en af ​​de mest produktive typer af e-affald, CD-ROM'er. I tidligere arbejde, de viste, at fuldstændig adskillelse af metal fra plast fandt sted ved hjælp af 30 pulser ved omkring 35 J/puls (Ved den nuværende pris på elektricitet i Tokyo, denne mængde energi koster omkring 0,4 Yen for genbrug af 100 cd-rom'er). For at undersøge mekanismen for materialeadskillelse ved hjælp af denne metode, forskere udførte yderligere analyser ved at observere plasmaudladningen med et højhastighedskamera, ved at tage schlieren-visualiseringer for at vurdere chokbølgen, og brug af skyggegrafbilleder til at måle fragmentbevægelse.

Billeder på det tidlige stadie af elektrisk udladning viste to distinkte lysemissioner:blå-hvid og orange. Disse indikerede excitation af henholdsvis aluminium og øvre beskyttende plastmaterialer. Efter at plasmaet er forsvundet, fragmenter af metal og plastik kunne ses flyve væk fra cd-rom-prøven.

Schlieren-billeder blev taget under hele processen og afslørede, at de vigtigste ødelæggende chokbølger udviklede sig omkring de to elektroder. Stødet frembragte et tryk på over 3,5 MPa (ca. det samme tryk som en galopperende hest vil udøve på jorden) nær spidserne af elektroderne og faldt hurtigt til under 0,8 MPa ved 7,1 mm. I både schlieren og shadowgraph-billederne, materialespredning blev meget tydeligt observeret.

"E-affald er måske et af de vigtigste affaldsgenanvendelsesproblemer, vi står over for i dag på grund af dets allestedsnærværende natur, " sagde studieleder professor Hamid Hosano. "Vores projekt viste vigtigheden af ​​chokbølger, når man bruger pulskraft til materialefjernelse og separation i e-affaldsgenbrug. Vi tror på, at vores data vil være vigtige i udviklingen af ​​fremtidige genbrugsprojekter."