Ocena wydajności tworzyw sztucznych i metali
Sektor sprzętu elektrycznego i elektronicznego należy do największych branż w UE i na świecie. Popyt na mniejsze i lżejsze urządzenia elektroniczne może rodzić mylne wrażenie, że technologie takie są związane z mniejszymi wymaganiami w zakresie materiałów oraz mniej energochłonnymi procesami. Przykładowo, produkcja ważącego 2 gramy mikrochipu wymaga zużycia paliw kopalnych i środków chemicznych o około 630 razy większej masie. Projekt "Cradle-to-gate and efficiency studies of major materials used in electrical and electronic equipment" (C2GE3E) pomógł w uzyskaniu pełniejszego obrazu wymagań w zakresie materiałów i energii przy wytwarzaniu podzespołów sprzętu elektrycznego i elektronicznego oraz odpadów powstających w całym ich cyklu życia. Aby obliczyć zużycie materiałów i energii, naukowcy wykorzystali koncepcję "egzergii". Egzergia to sposób na opisanie, jak ilość energii może zostać teoretycznie przekształcona w pracę. Naukowcy przeprowadzili analizy masy i egzergii dla ponad 60 przemysłowych chemikaliów stosowanych do produkcji tworzyw sztucznych dla podzespołów sprzętu elektrycznego i elektronicznego. Wyniki tych analizy wykorzystano następnie do oszacowania wydajności egzergetycznej łańcuchów procesów różnych tworzyw sztucznych. W zależności od tego, czy procesy są analizowane oddzielnie, czy w ramach łańcucha procesów obejmujących wiele produktów, wydajność można znacząco się różnić. Przy pomocy analizy przepływu masy naukowcy uzyskali ważne informacje na temat przyszłej podaży i produkcji rzadkich metali. Oba te aspekty powinny zależeć od zwiększenia odzyskiwania metali, poprawy sprawności ekstrakcji oraz usprawnienia recyklingu, ponieważ rzadkie metale występują w rudach zawierających rozproszone pierwiastki. Wyniki produkcji metali ziem rzadkich wykazały, że do największej straty takich pierwiastków dochodzi podczas wydobycia i wzbogacania minerałów. Uczeni przedstawili także możliwą metodą wykorzystania metabolizmu każdego z metali, posługując się litem jako przykładem. Prace prowadzone w projekcie objęły studiów przypadku oparte na wielofunkcyjnym telefonie komórkowym, w którym wykorzystane są metale rzadkie. Projekt C2GE3E powinien mieć istotne znaczenie dla przedsiębiorstw zajmujących się recyklingiem metali. Dzięki temu firmy te będą mogły opracować procesy umożliwiające odzyskiwanie niewielkich ilości metali znajdujących się w produktach takich jak telefony komórkowe, laptopy czy monitory ciekłokrystaliczne.
Słowa kluczowe
Tworzywa sztuczne, metale, sprzęt elektryczny i elektroniczny, odpady, energia
