Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Phương pháp sạch và hiệu quả để tái chế chất thải điện tử (06/06/2019)

Khi số lượng thiết bị điện tử gia tăng trên toàn thế giới, thì việc tìm kiếm các phương pháp tái chế chất thải điện tử hiệu quả là mối quan tâm hàng đầu. Khoảng 50 triệu tấn chất thải điện tử được sản sinh mỗi năm và chỉ 20% trong số đó được tái chế. Với 80% số chất thải còn lại, đa số được đưa đến bãi chôn lấp, có thể gây hại môi trường.

Hiệu ứng phóng xung trên lớp kim loại (Al) (màu xanh) và hiệu ứng của nó trên lớp nhựa (màu cam). Ảnh: Giáo sư Hamid Hosano.

Hiện nay, để tái chế chất thải điện tử, cần có các máy nghiền cơ học và bể hóa chất đắt đỏ cũng như lao động thủ công, có thể gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và môi trường nếu không được triển khai đúng cách. Do đó, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Kumamoto, Nhật Bản đã sử dụng năng lượng xung (phóng điện xung) để đưa ra phương pháp tái chế sạch và hiệu quả hơn.

Năng lượng xung đã được chứng minh xử lý thành công nhiều vật liệu thải loại từ bê tông đến nước thải. Để kiểm tra khả năng của năng lược xung trong việc tái chế chất thải điện tử, các nhà nghiên cứu đã xác định hiệu quả của nguồn năng lượng này trong việc tách các thành phần được tìm thấy ở một trong những loại chất thải điện tử phổ biến nhất là CD ROM. Trong nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng kim loại được tách hoàn toàn khỏi nhựa khi sử dụng 30 xung với tốc độ khoảng 35 J/xung (Với mức giá điện hiện nay ở Tokyo, chi phí năng lượng rơi vào khoảng 0,4 Yen để tái chế 100 ROM ROM).

Để kiểm tra cơ chế tách vật liệu bằng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích sâu hơn thông qua quan sát hiện tượng phóng điện plasma bằng máy ảnh tốc độ cao, nhờ trực quan hóa schlieren để đánh giá sóng xung kích và sử dụng ảnh chụp X quang để đo chuyển động phân khúc.

Hình ảnh ở giai đoạn phóng điện ban đầu thể hiện hai phát xạ ánh sáng khác biệt: xanh-trắng và cam, tương ứng với kích thích của nhôm và vật liệu nhựa bảo vệ phía trên. Sau khi plasma tiêu tan, các mảnh kim loại và nhựa được quan sát bay ra khỏi mẫu CD ROM.

Hình ảnh schlieren được chụp trong suốt quá trình này cho thấy sóng xung kích chính gây phá hủy đã phát triển xung quanh hai điện cực. Sóng xung kích tạo áp lực trên 3,5 MPa (tương đương với áp lực mà một con ngựa phi nước đại sẽ tác động lên mặt đất) gần đầu các điện cực và nhanh chóng giảm xuống dưới 0,8 Mpa. Trong cả hình ảnh scherien và ảnh chụp X quang, có thể quan sát rất rõ sự phân tán của vật liệu.

"Chất thải điện tử có lẽ là một trong những vấn đề nan giải nhất trong tái chế chất thải mà chúng ta đang phải đối mặt hiện nay do tính chất phổ biến của nó", giáo sư Hamid Hosano, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. "Dự án của chúng tôi cho thấy tầm quan trọng của sóng xung kích khi sử dụng năng lượng xung để loại bỏ và phân tách vật liệu trong tái chế chất thải điện tử. Dữ liệu của chúng tôi sẽ rất quan trọng trong việc phát triển các dự án tái chế trong tương lai".

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 06/6/2019