Sauberes und effektives Recycling von Elektronikschrott

Sauberes und effektives Recycling von Elektronikschrott

Da die Zahl der Elektronikgeräte weltweit zunimmt, wird die Suche nach effektiven Methoden für das Recycling von Elektronikschrott (E-Waste) immer wichtiger.

von wr

leer Jährlich fallen rund 50 Millionen Tonnen Elektroschrott an, von denen nur 20 Prozent recycelt werden. Die meisten der restlichen 80 Prozent landen auf Deponien, wo sie zu einem Umweltproblem werden können. 

Derzeit umfasst das Recycling von Elektroschrott mechanische Brechsysteme und Chemikalienbäder, die teuer sind, sowie Handarbeit, die bei unsachgemäßer Ausführung erhebliche Gesundheits- und Umweltprobleme verursachen kann. 

Deshalb verwenden Forscher der Kumamoto University, Japan, gepulste Energie (gepulste elektrische Entladungen), um eine sauberere und effizientere Recyclingmethode zu entwickeln.

Leistungsimpulse haben sich bei der Verarbeitung verschiedener Abfallstoffe, vom Beton bis zum Abwasser, bewährt. Um diese Methode für das Recycling von Elektroschrott zu testen, untersuchten die Forscher dessen Wirksamkeit bei der Trennung von Komponenten, die in einer der bekanntesten Elektronikschrottvariante, den CD-ROMs, enthalten sind. 

In früheren Forschungsarbeiten zeigten die Forscher, dass die vollständige Trennung von Metall und Kunststoff mit 30 Impulsen bei etwa 35 J/Impuls erfolgte (Beim aktuellen Strompreis in Tokio kostet diese Energiemenge etwa $0.0037 für das Recycling von 100 CD-ROMs). 

Um den Mechanismus der Materialtrennung mit dieser Methode zu untersuchen, führten die Forscher weitere Analysen durch, indem sie die Plasmaentladung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachteten, Schlierenvisualisierungen zur Beurteilung der Stoßwelle erstellten und Schattenbilder zur Messung der Fragmentbewegungen verwendeten.

Bilder im Frühstadium der elektrischen Entladung zeigten zwei unterschiedliche Lichtemissionen: blau-weiß und orange. Diese deuteten auf eine Anregung von Aluminium und den oberen Schutzkunststoffen hin. 

Nachdem sich das Plasma aufgelöst hatte, konnte man Fragmente aus Metall und Kunststoff sehen, die von der CD-ROM-Probe wegflogen.

Während des gesamten Prozesses wurden Schlierenbilder aufgenommen und zeigten, dass sich die wichtigsten destruktiven Stoßwellen um die beiden Elektroden herum entwickelten. 

Der Schock erzeugte einen Druck von über 3,5 MPa (etwa so viel Druck, wie ein galoppierendes Pferd auf den Boden ausübt) in der Nähe der Elektrodenspitzen, der sich bei 7,1 mm schnell auf unter 0,8 MPa verringerte. Sowohl in den Schlieren- als auch in den Schattenbildern wurde die Materialstreuung sehr deutlich beobachtet.

„Elektroschrott ist vielleicht eines der wichtigsten Probleme beim Abfallrecycling, mit denen wir heute konfrontiert sind“, sagte Studienleiter Professor Hamid Hosano. 

„Unser Projekt hat die Bedeutung von Stoßwellen bei der Nutzung von Impulsstrom zur Materialentnahme und -trennung im Elektroschrott-Recycling gezeigt. Wir glauben, dass unsere Daten für die Entwicklung zukünftiger Recyclingprojekte wichtig sein werden.“

Schrifttum: Yamashita, T., Akiyama, H., Sakugawa, T., Hosano, H., 2019. Metal-coated plastics recycling by pulsed electric discharge. Waste Management, 89, pp.57-63. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2019.03.069.

 

quelle: https://www.elektronik-informationen.de/sauberes-und-effektives-recycling-von-elektronikschrott/150/23202/390841