Фотография плазменного разряда при t = 0 секунд. Это изображение, снятое цветной высокоскоростной камерой, показывает эффект импульсного разряда на металлическом (Al) слое (синий цвет), а также его влияние на пластиковый слой (оранжевый цвет).
[Детали изображения]
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: Проф. Хамид Хосано. ОГРАНИЧЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: перепечатано из Waste Management, vol. 89, Томохико Ямасита, Такаши Сакугава, Хиденори Акияма, Хамид Хосано, Утилизация пластмасс с металлическим покрытием импульсным электрическим разрядом, 57-63, 2019, с разрешения Elsevier.
22.07.2019 - По мере увеличения количества электронных устройств во всем мире поиск эффективных способов утилизации электронных отходов (электронных отходов) становится все более важным. Ежегодно образуется около 50 миллионов тонн электронных отходов, из которых только 20% перерабатывается. Большая часть оставшихся 80% попадает на свалку, где это может стать экологической проблемой. В текущем процессе переработки электронных отходов используются дорогостоящие механические дробилки и химические ванны, а также ручной труд, который, если не будет выполнен должным образом, может создать серьезные проблемы для здоровья и окружающей среды. Поэтому исследователи из Университета Кумамото в Японии использовали импульсную энергию (импульсные электрические разряды) для разработки более чистого и эффективного метода утилизации.
Было показано, что импульсная энергия при обработке различных отходов от бетона до сточных вод является успешной. Чтобы проверить, пригодны ли они для переработки электронных отходов, исследователи исследовали эффективность разделения компонентов, содержащихся в одном из наиболее распространенных типов электронных отходов - компакт-дисках. В предыдущей работе они показали, что полное разделение металла и пластика с помощью импульсов 30 происходит с энергией около 35 Дж / импульс (при текущей цене на электроэнергию в Токио это количество энергии стоит около 0,4 иен для переработки CD-ROM 100). Чтобы исследовать механизм разделения материала с помощью этого метода, исследователи выполнили дальнейший анализ, наблюдая плазменный разряд с помощью высокоскоростной камеры, используя визуализации для оценки ударной волны и используя изображения теневого графика для измерения движения фрагмента.
Изображения на ранней стадии электрического разряда показали два разных световых излучения: сине-белый и оранжевый. Это указывало на возбуждение алюминия или верхних защитных пластиков. После того, как плазма растворилась, можно было увидеть металлические и пластиковые фрагменты, вылетающие из образца CD-ROM.
На протяжении всего процесса были сделаны снимки Шлирена, показывающие, что главные разрушительные ударные волны развивались вокруг двух электродов. Удар создал давление выше 3,5 МПа (примерно то же самое давление, которое скакающая лошадь оказывает на землю) возле наконечников электрода, и быстро упало ниже 0,8 МПа при 7,1 мм. Как в полосах, так и в силуэтах очень четко наблюдалось распределение материала.
«Из-за своей повсеместности электронные отходы могут быть одной из наиболее важных проблем переработки, с которыми мы сталкиваемся сегодня», - сказал руководитель исследования профессор Хамид Хосано. «Наш проект показал, насколько важны ударные волны, когда энергия импульса используется для удаления и разделения материала при переработке электронных отходов. Мы считаем, что наши данные будут важны для разработки будущих проектов по переработке. "
Шлирен-изображение разделения пластика и металла ударной волны, вызванного импульсным электрическим разрядом на 4.35 мкм. Хорошо видно, что фрагменты пластикового и металлического слоев (обозначены белыми кружками) оторваны от концов электродов, где возник электрический разряд. [Детали изображения] ИСПОЛЬЗОВАНИЕ: Проф. Хамид Хосано. ОГРАНИЧЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: перепечатано из Waste Management, vol. 89, Томохико Ямасита, Такаши Сакугава, Хиденори Акияма, Хамид Хосано, Утилизация пластмасс с металлическим покрытием импульсным электрическим разрядом, 57-63, 2019, с разрешения Elsevier.
Университет Кумамото
