Вчера, 15:32 БКС Экспресс
Средневековые алхимики пытались превратить свинец в золото. Да, их практики считались оккультными и позже были признаны лженаучными, однако в поисках философского камня им удалось сделать несколько важных открытий.
Современные ученые также ищут способы трансформации: материалов, элементов, отдельных технологий — в более полезные, безопасные и экологичные. К примеру, они уже научились превращать электронные отходы в источник золота и редкоземельных металлов.
Тренд на экологичность в последние годы набирает обороты, и эксперименты в этом направлении приносят перспективные и интересные результаты.
Листотроника, или вдохновение природой
Печатные платы — панели, к которым крепятся электронные компоненты — составляют до 60% электронных отходов. Их обычно изготавливают из прочного пластика или стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой. Такая подложка не поддается переработке.
Ученые из института прикладной физики Дрезденского технического университета решили найти таким платам более экологичную альтернативу. А вдохновение им подарило дерево магнолии, а точнее ее листья — биоразлагаемые, но достаточно прочные, чтобы выдержать ураганы.
Кроме того, «листотроника» хорошо ломается, что помогает легко отделять от нее дорогостоящие металлы и элементы. Сама плата разлагается через месяц, а ее изготовление производит гораздо меньше отходов и выбросов.
Как и с любой инновационной технологией, самой большой проблемой для «природных» плат может стать их внедрение в действующие процессы. Хотя материалы хорошо себя зарекомендовали в лабораторных испытаниях, отмечает команда проекта, этого может быть недостаточно, чтобы побудить производителей электроники перейти на них. Вероятно, «листотроника» не будет соответствовать отраслевым стандартам из-за своей биоразлагаемости.
«Возможно, [регуляторы] должны снизить барьер [на стабильность] на 5%, чтобы позволить нам выйти на этот рынок, — говорит один из авторов проекта. — Это больше касается готовности отрасли к изменениям, потому что им нужно идти на компромисс».
«Белое золото» электромобилей
«Белым золотом» называют литий — металл критически важный для электромобилей. К примеру, в аккумуляторе стандартной Tesla Model S весом в 544 кг содержится 62 кг лития.
Большая его часть добывается в Австралии, Китае, Чили, Аргентине и Боливии, где оборудованы гигантские испарительные пруды. В них — неглубоких искусственных бассейнах — из подземных месторождений выкачивают соляной раствор, содержащий металл. Под солнцем большая часть воды испаряется, а добавленные химикаты заставляют металл выпадать в осадок в виде твердого карбоната лития. Такой гидроминеральный способ дешевле, чем добыча из горных пород, однако испарение может занять больше года, а пруды требуют больших затрат на строительство и обслуживание. К тому же они расположены в пустынях и могут негативно повлиять на их экосистемы.
Теперь исследователи пытаются заменить солнечный свет электрическим. Ряд недавних лабораторных результатов подтверждает перспективность добычи лития на объектах, которые будут меньше по размеру, чем испарительные пруды, а значит, будут оказывать меньшее воздействие на окружающую среду. Также ученые пробуют добывать «белое золото» из соляных растворов с меньшей концентрацией лития, к примеру, из сточных вод от нефтяных и газовых разработок или из соляных озер.
Кроме того, ученые тестируют различные «электрические» способы добычи лития, в ходе которых электроэнергия не поглощается, а, наоборот, генерируется. Таким образом, извлечение «белого золота» может однажды стать процессом с отрицательным выбросом углерода. Одна из команд уже работает с нефтяным гигантом Saudi Aramco над созданием коммерческой версии такой электрической установки, которая со следующего года будет очищать литий из сточных вод, полученных из нефтяных скважин.
Из «грязи» — в критически важный минерал
Еще один важный элемент для батарей электромобилей — графит. Его также используют в накопителях возобновляемых источников энергии. Большая часть этого минерала поставляется Китаем, и наметившиеся торговые войны между КНР и США могут привести к нарушению цепочек поставок и критически сказаться на развитии отрасли «зеленых» авто.
В начале декабря американские исследователи заявили, что создали и испытали два метода преобразования угля в дефицитный графит. «Мы не можем добывать его здесь, в США, но теперь мы можем его производить», — отмечают ученые. Действительно магическое превращение: самое грязное топливо может получить вторую жизнь в экологически чистых транспортных средствах.
Производительность и стоимость конкурентоспособны, отмечают исследователи. Новая технология может быть менее затратной, чем традиционные методы изготовления графита. Тестовые батареи, изготовленные с использованием экспериментального графита, сохраняют свою емкость после сотен циклов почти так же эффективно, как и их коммерческие аналоги. Инновационные методы также позволяют производить графит из отходов переработки угля и старых шахт.
Современные ученые также ищут способы трансформации: материалов, элементов, отдельных технологий — в более полезные, безопасные и экологичные. К примеру, они уже научились превращать электронные отходы в источник золота и редкоземельных металлов.
Тренд на экологичность в последние годы набирает обороты, и эксперименты в этом направлении приносят перспективные и интересные результаты.
Листотроника, или вдохновение природой
Печатные платы — панели, к которым крепятся электронные компоненты — составляют до 60% электронных отходов. Их обычно изготавливают из прочного пластика или стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой. Такая подложка не поддается переработке.
Ученые из института прикладной физики Дрезденского технического университета решили найти таким платам более экологичную альтернативу. А вдохновение им подарило дерево магнолии, а точнее ее листья — биоразлагаемые, но достаточно прочные, чтобы выдержать ураганы.
В ходе эксперимента один из исследователей сначала разобрал лист до «скелета» — сети прожилок из древесного соединения, называемого лигноцеллюлозой. А после заполнил пустоты прочным биоразлагаемым полимером. По словам ученых, полученная гибкая плата выдерживала все виды производственных процессов, включая резку лазером, печать схем и пайку компонентов.
Кроме того, «листотроника» хорошо ломается, что помогает легко отделять от нее дорогостоящие металлы и элементы. Сама плата разлагается через месяц, а ее изготовление производит гораздо меньше отходов и выбросов.
Как и с любой инновационной технологией, самой большой проблемой для «природных» плат может стать их внедрение в действующие процессы. Хотя материалы хорошо себя зарекомендовали в лабораторных испытаниях, отмечает команда проекта, этого может быть недостаточно, чтобы побудить производителей электроники перейти на них. Вероятно, «листотроника» не будет соответствовать отраслевым стандартам из-за своей биоразлагаемости.
«Возможно, [регуляторы] должны снизить барьер [на стабильность] на 5%, чтобы позволить нам выйти на этот рынок, — говорит один из авторов проекта. — Это больше касается готовности отрасли к изменениям, потому что им нужно идти на компромисс».
«Белое золото» электромобилей
«Белым золотом» называют литий — металл критически важный для электромобилей. К примеру, в аккумуляторе стандартной Tesla Model S весом в 544 кг содержится 62 кг лития.
Большая его часть добывается в Австралии, Китае, Чили, Аргентине и Боливии, где оборудованы гигантские испарительные пруды. В них — неглубоких искусственных бассейнах — из подземных месторождений выкачивают соляной раствор, содержащий металл. Под солнцем большая часть воды испаряется, а добавленные химикаты заставляют металл выпадать в осадок в виде твердого карбоната лития. Такой гидроминеральный способ дешевле, чем добыча из горных пород, однако испарение может занять больше года, а пруды требуют больших затрат на строительство и обслуживание. К тому же они расположены в пустынях и могут негативно повлиять на их экосистемы.
Теперь исследователи пытаются заменить солнечный свет электрическим. Ряд недавних лабораторных результатов подтверждает перспективность добычи лития на объектах, которые будут меньше по размеру, чем испарительные пруды, а значит, будут оказывать меньшее воздействие на окружающую среду. Также ученые пробуют добывать «белое золото» из соляных растворов с меньшей концентрацией лития, к примеру, из сточных вод от нефтяных и газовых разработок или из соляных озер.
Кроме того, ученые тестируют различные «электрические» способы добычи лития, в ходе которых электроэнергия не поглощается, а, наоборот, генерируется. Таким образом, извлечение «белого золота» может однажды стать процессом с отрицательным выбросом углерода. Одна из команд уже работает с нефтяным гигантом Saudi Aramco над созданием коммерческой версии такой электрической установки, которая со следующего года будет очищать литий из сточных вод, полученных из нефтяных скважин.
Из «грязи» — в критически важный минерал
Еще один важный элемент для батарей электромобилей — графит. Его также используют в накопителях возобновляемых источников энергии. Большая часть этого минерала поставляется Китаем, и наметившиеся торговые войны между КНР и США могут привести к нарушению цепочек поставок и критически сказаться на развитии отрасли «зеленых» авто.
В начале декабря американские исследователи заявили, что создали и испытали два метода преобразования угля в дефицитный графит. «Мы не можем добывать его здесь, в США, но теперь мы можем его производить», — отмечают ученые. Действительно магическое превращение: самое грязное топливо может получить вторую жизнь в экологически чистых транспортных средствах.
Производительность и стоимость конкурентоспособны, отмечают исследователи. Новая технология может быть менее затратной, чем традиционные методы изготовления графита. Тестовые батареи, изготовленные с использованием экспериментального графита, сохраняют свою емкость после сотен циклов почти так же эффективно, как и их коммерческие аналоги. Инновационные методы также позволяют производить графит из отходов переработки угля и старых шахт.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба