Ngolah sumber énergi kimiawi

Kaayaan umum di unggal bumi nyaéta batré anu nembé dipésér henteu saé. Atawa meureun, ngurus lingkungan, sarta dina waktos anu sareng - ngeunaan kabeungharan dompét urang, urang meunang accu? Sanggeus sababaraha waktu, maranéhna ogé bakal nolak cooperate. Jadi dina runtah? Leres pisan henteu! Nyaho ngeunaan ancaman anu disababkeun ku sél di lingkungan, urang bakal milarian titik rally.

kumpulan

Naon skala masalah anu urang urus? Laporan 2011 ku Kapala Inspektur Lingkungan nunjukkeun yén langkung ti 400 juta sél sareng batré. Kira-kira jumlahna sarua bunuh diri.

Sangu. 1. Rata-rata komposisi bahan baku (sél dipaké) tina kumpulan kaayaan.

Janten urang kedah ngembangkeun kira-kira 92 rébu ton runtah picilakaeun ngandung logam beurat (merkurius, kadmium, nikel, pérak, timah) jeung sajumlah sanyawa kimia (kalium hidroksida, amonium klorida, mangan dioksida, asam sulfat) (Gbr. 1). Lamun urang buang aranjeunna jauh - sanggeus palapis geus corroded - aranjeunna ngotoran taneuh jeung cai (Gbr. 2). Hayu urang ulah nyieun "kado" misalna pikeun lingkungan, sarta ku kituna pikeun diri urang sorangan. Tina jumlah ieu, 34% diitung ku prosesor khusus. Ku alatan éta, aya kénéh loba nu kudu dipigawé, sarta teu consolation yén éta téh teu ukur di Polandia?

Sangu. 2. Corroded sél coatings.

Urang teu boga deui alesan pikeun nowhere indit sél dipaké. Unggal outlet anu ngajual batré sareng ngagantian kedah nampi ti kami (sareng alat éléktronik sareng alat rumah tangga). Ogé, seueur toko sareng sakola ngagaduhan wadah dimana urang tiasa nempatkeun kandang. Janten hayu urang henteu "disclaim" sareng henteu ngalungkeun batré sareng akumulator anu dianggo dina tong sampah. Kalawan kahayang saeutik, urang bakal manggihan titik kempelan, sarta Tumbu sorangan beuratna jadi saeutik nu link moal capé urang.

Urut

Saperti jeung batur bahan daur ulang, transformasi efisien asup akal sanggeus asihan. Runtah ti pabrik pabrik biasana kualitasna seragam, tapi runtah ti kumpulan umum nyaéta campuran tina jinis sél anu sayogi. Ku kituna, patarosan konci janten segregasi.

Di Polandia, asihan dilakukeun sacara manual, sedengkeun nagara-nagara Éropa sanés parantos gaduh garis asihan otomatis. Aranjeunna nganggo ayakan kalayan ukuran bolong anu pas (ngamungkinkeun pamisahan sél tina ukuran béda) jeung x-ray (asihan eusi). Komposisi bahan baku tina kumpulan di Polandia ogé rada béda.

Nepi ka ayeuna, sél Leclanche asam klasik urang didominasi. Ieu ngan nembe yén kauntungan tina unsur basa leuwih modern, nu nalukkeun pasar Kulon sababaraha taun ka pengker, geus jadi noticeable. Dina sagala hal, duanana jenis sél disposable akun pikeun leuwih ti 90% tina accu dikumpulkeun. Sésana nyaéta batré tombol (powering arloji (Gbr. 3) atanapi kalkulator), batré rechargeable jeung batré litium pikeun telepon tur laptop. Alesan pikeun pangsa leutik sapertos kitu nyaéta harga anu langkung luhur sareng umur jasa anu langkung panjang dibandingkeun elemen anu tiasa dianggo.

Sangu. 3. Link pérak dipaké pikeun kakuatan arloji pigeulang.

carana ngokolakeun

Sanggeus putus, éta waktuna pikeun hal pangpentingna tahap ngolah - recovery bahan baku. Pikeun unggal jinis, produk anu ditampi bakal rada béda. Nanging, téknik ngolahna sami.

processing mékanis diwangun ku grinding runtah di pabrik. Fraksi anu dihasilkeun dipisahkeun nganggo éléktromagnét (beusi sareng alloy na) sareng sistem tabung khusus (logam sanés, unsur plastik, kertas, jsb.). Kabanjiran Metoda perenahna dina kanyataan yén teu kedah taliti nyortir bahan baku sateuacan ngolah, cacad - sajumlah ageung runtah anu teu tiasa dianggo anu peryogi miceun di TPA.

Daur ulang Hydrometallurgical nyaéta disolusi sél dina asam atawa basa. Dina tahap salajengna ngolah, solusi anu dihasilkeun dimurnikeun sareng dipisahkeun, contona, uyah logam, pikeun kéngingkeun unsur murni. Gede Kauntungannana métode dicirikeun ku konsumsi énergi low sarta jumlah leutik runtah merlukeun pembuangan. Cacad Metoda daur ulang ieu merlukeun asihan ati-ati batréna pikeun nyegah kontaminasi produk anu dihasilkeun.

Ngolah termal diwangun ku némbak sél dina oven tina desain anu pas. Hasilna, oksidana dilebur sareng dicandak (bahan baku pikeun pabrik baja). Kabanjiran métode diwangun ku kamungkinan ngagunakeun batré unsorted, cacad jeung – konsumsi énergi jeung generasi produk durukan ngabahayakeun.

Sajaba ti bisa didaur ulang Sél-sél disimpen di tempat urug saatos panyalindungan awal tina asupan komponénna ka lingkungan. Sanajan kitu, ieu ngan satengah ukuran, postponing kudu nungkulan jenis ieu runtah jeung runtah loba bahan baku berharga.

Urang ogé bisa mulangkeun sababaraha gizi dina lab imah urang. Di handap ieu mangrupakeun komponén elemen Leclanche Palasik - séng-purity tinggi ti cangkir sabudeureun unsur, sarta éléktroda grafit. Alternatipna, urang tiasa ngasingkeun mangan dioksida tina campuran dina campuran - ngan kulub ku cai (pikeun miceun najis leyur, utamana amonium klorida) jeung filter. Résidu anu teu leyur (kacemar ku lebu batubara) cocog pikeun kalolobaan réaksi anu ngalibetkeun MnO.₂.

Tapi henteu ngan ukur unsur-unsur anu dianggo pikeun kakuatan alat-alat rumah tangga anu tiasa didaur ulang. Batré mobil heubeul ogé mangrupa sumber bahan baku. Timah diekstrak ti aranjeunna, anu teras dianggo dina pabrik alat-alat énggal, sareng kasus sareng éléktrolit anu ngeusianana dibuang.

Teu aya anu kedah ngingetkeun karusakan lingkungan anu tiasa disababkeun ku logam beurat toksik sareng larutan asam sulfat. Pikeun peradaban téknis urang anu ngembang pesat, conto sél sareng batré mangrupikeun modél. Masalah anu ningkat sanés produksi produk éta sorangan, tapi pembuanganna saatos dianggo. Kuring miharep yén pamiarsa majalah "Teknisi Muda" bakal mere ilham batur pikeun ngadaur mulangkeunana ku conto maranéhanana.

Percobaan 1 - batré litium

sél litium aranjeunna dipaké dina kalkulator sarta ngajaga kakuatan ka mios of motherboards komputer (Gbr. 4). Hayu urang mastikeun ayana litium logam di aranjeunna.

Sangu. 4. Sél litium-mangan dipaké pikeun ngajaga kakuatan ka mios tina motherboard komputer.

Saatos ngabongkar unsur (contona, jinis umum CR2032), urang tiasa ningali detil strukturna (Gbr. 5): lapisan dikomprés hideung tina mangan dioksida MnO₂, éléktroda separator porous impregnated kalawan solusi éléktrolit organik, insulating cingcin palastik jeung dua bagian logam ngabentuk perumahan.

Sangu. 5. Komponén sél litium-mangan: 1. Bagian handap awak kalayan lapisan logam litium (éléktroda négatip). 2. Separator impregnated kalawan leyuran éléktrolit organik. 3. Lapisan dipencet mangan dioksida (éléktroda positif). 4. ring palastik (éléktroda insulator). 5. perumahan Upper (terminal éléktroda positif).

Nu leuwih leutik (éléktroda négatip) katutupan ku lapisan litium, nu gancang darkens dina hawa. Unsur ieu dicirikeun ku uji seuneu. Jang ngalampahkeun ieu, nyandak sababaraha logam lemes dina tungtung kawat beusi terus selapkeun sampel kana seuneu burner - warna carmine nunjukkeun ayana litium (Gbr. 6). Urang miceun résidu logam ku cara ngabubarkeunana dina cai.

Sangu. 6. Sampel litium dina seuneu burner.

Teundeun éléktroda logam jeung lapisan litium dina beaker jeung tuang sababaraha cm³ cai. Réaksi telenges lumangsung dina bejana, dibarengan ku sékrési gas hidrogén:

Litium hidroksida mangrupikeun basa anu kuat sareng urang tiasa nguji éta kalayan kertas indikator.

Pangalaman 2 - beungkeut basa

Motong kaluar unsur alkali disposable, contona, tipe LR6 ("ramo", AA). Saatos muka cangkir logam, struktur internal katingali (Gbr. 7): di jerona aya massa cahaya anu ngabentuk anoda (kalium atanapi natrium hidroksida sareng lebu séng), sareng lapisan poék mangan dioksida MnO di sakurilingna.₂ kalawan lebu grafit (katoda sél).

Sangu. 7. Réaksi alkali tina massa anoda dina sél basa. Struktur sélular katempo: massa anoda-ngabentuk lampu (KOH + lebu séng) jeung mangan dioksida poék jeung lebu grafit salaku katoda.

Éléktroda dipisahkeun ku hiji diafragma kertas. Larapkeun sajumlah leutik zat cahaya kana jalur uji sareng lembabkeun ku cai. Warna biru nunjukkeun réaksi basa tina massa anoda. Jinis hidroksida anu dianggo paling saé diverifikasi ku uji seuneu. Sampel ukuran sababaraha siki poppy ditempelkeun kana kawat beusi anu direndam dina cai sareng disimpen dina seuneu pembakar.

Warna konéng nunjukkeun panggunaan natrium hidroksida ku produsén, sareng warna pink-ungu nunjukkeun kalium hidroksida. Kusabab sanyawa natrium ngotorkeun ampir kabéh zat, sarta uji seuneu pikeun unsur ieu sensitip pisan, warna konéng seuneu bisa masking garis spéktral kalium. Solusina nyaéta ningali seuneu ngalangkungan saringan biru-violet, anu tiasa janten gelas kobalt atanapi larutan pewarna dina labu (indigo atanapi métil violet anu aya dina disinféktan tatu, pyoctane). Filter bakal nyerep warna konéng, ngamungkinkeun anjeun pikeun mastikeun ayana kalium dina sampel.

Kodeu designation

Pikeun ngagampangkeun idéntifikasi jinis sél, kode alfanumerik khusus parantos diwanohkeun. Pikeun jinis anu paling umum di bumi urang, sigana sapertos: angka-hurup-huruf-angka, dimana:

- angka kahiji nyaéta jumlah sél; dipaliré pikeun sél tunggal.

- hurup kahiji nunjukkeun jinis sél. Nalika henteu aya, éta mangrupikeun sél séng-grafit Leclanche (anoda: séng, éléktrolit: amonium klorida, NH₄Cl, séng klorida ZnCl₂, katoda: mangan dioksida MnO₂). Jenis sél anu sanés dilabélan sapertos kieu (natrium hidroksida anu langkung mirah ogé dianggo tibatan kalium hidroksida):

A, P - unsur séng-hawa (anoda: séng, oksigén atmosfir diréduksi dina katoda grafit);

B, C, E, F, G - sél litium (anoda: litium, tapi seueur zat anu dianggo salaku katoda sareng éléktrolit);

H – Ni-MH nikel-logam hidrida batré (hidrida logam, KOH, NiOOH);

K – Ni-Cd nikel-kadmium batré (kadmium, KOH, NiOOH);

L - unsur basa (séng, KOH, MnO₂);

M - unsur merkuri (séng, KOH; HgO), henteu dianggo deui;

S - unsur pérak (séng, KOH; Ag₂Ngeunaan);

Z - unsur nikel-mangan (séng, KOH, NiOOH, MnO₂).

- hurup di handap ieu nunjukkeun bentuk tautan:

F - lamellar;

R - cylindrical;

S - rectangular;

P – sebutan ayeuna sél jeung wangun lian ti cylindrical.

– inohong ahir atawa inohong nunjukkeun ukuran rujukan (nilai katalog atawa langsung méré dimensi).

conto nyirian:

R03
 - sél séng-grafit ukuran hiji ramo saeutik. Sebutan séjén nyaéta AAA atanapi mikro.

LR6 - sél basa saukuran jari. Sebutan séjén nyaéta AA atanapi antek.

HR14  – batré Ni-MH, hurup C ogé dipaké pikeun ukuran.

KR20 – Batré Ni-Cd, ukuranana ogé ditandaan ku hurup D.

3LR12 - batré datar kalayan tegangan 4,5 V, diwangun ku tilu sél basa.

6F22 - batré 9V; genep planar sél séng-grafit individu anu enclosed dina kasus rectangular.

CR2032 - sél litium-mangan (lithium, éléktrolit organik, MnO₂) kalayan diaméter 20 mm sareng ketebalan 3,2 mm.