|
Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Китайские учёные нашли дешёвый способ превращать пластиковый мусор в авиационное топливо
22.07.2026 [13:15],
Геннадий Детинич
Китайские химики предложили превращать отходы полиэтилена и полипропилена в углеводородное топливо, сходное по составу с авиационным керосином. Это давняя идея, которая пока не получила широкого развития из-за использования дорогих катализаторов на основе золота и платины. Китайские исследователи нашли им недорогую альтернативу в виде кобальта и никеля, что обещает прорыв в утилизации пластиковых отходов и синтезе топлива.
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews Технологию разработала объединённая группа Шанхайского института перспективных исследований (Shanghai Advanced Research Institute) Китайской академии наук и Фуданьского университета (Fudan University), а результаты были опубликованы в журнале Applied Catalysis B: Environment and Energy. Сырьём для исследования послужили полиолефины — главным образом полиэтилен и полипропилен, на которые во всём мире приходится более 60 % пластиковых отходов. Длинные молекулярные цепи полиолефинов состоят почти исключительно из углерода и водорода, поэтому после контролируемого расщепления могут стать источником алканов C8–C16 — основной углеводородной фракции авиационного топлива. Исследователи создали биметаллический катализатор 10Ni–2Co/SiO2, содержащий никель и кобальт на носителе из диоксида кремния. При гидрогенолизе полиэтилена — расщеплении связей углерод–углерод в присутствии водорода — процесс проходил при температуре 280 °C и давлении водорода 3 МПа. Выход жидких продуктов достиг 82,3 %, причём 79 % этой жидкости составляли целевые углеводороды диапазона C8–C16. Таким образом, непосредственный выход необходимой керосиновой фракции составил около 65,1 % от исходного пластика, что превышает показатели многих ранее испытанных систем гидрогенолиза и пиролиза. Ключевую роль сыграла небольшая добавка кобальта, изменившая электронное состояние никеля. На поверхности катализатора одновременно образовывались металлические активные центры, которые совместно активировали водород и облегчали разрыв внутренних связей C–C в полимерной цепи. Это важно, поскольку в прежних случаях преимущественно расщеплялись концевые связи цепочек, что вело к образованию метана и слишком лёгких газов, а это означало прямые потери конечного продукта. Новый катализатор поддерживал процесс и одновременно ограничивал чрезмерное дробление молекул, направляя реакцию в нужное русло для синтеза жидких соединений требуемой длины. Катализатор показал высокую эффективность не только при переработке лабораторного полиэтилена, но и при использовании различных реальных отходов полиолефинов. По расчётам жизненного цикла, при использовании возобновляемой энергии углеродный след процесса может быть примерно на 80 % ниже, чем у традиционного производства соответствующих углеводородов. Потенциально низкая стоимость процесса связана прежде всего с заменой дорогих рутения, платины и других благородных металлов в катализаторах более доступными никелем и кобальтом. Однако исследование пока не вышло за пределы лаборатории, и до конца неясно, как процесс покажет себя в условиях реального производства. Представлен робот iDEAR для быстрого извлечения из компьютера всех ценных компонентов
06.02.2025 [18:57],
Сергей Сурабекянц
Электронные устройства устаревают с пугающей скоростью, и проблема их утилизации становится все более актуальной. К 2030 году мировое производство электронных отходов достигнет 82 миллионов тонн в год, а нынешнее состояние их переработки очень далеко от идеального. Для исправления ситуации немецкие исследователи из института Фраунгофера разработали автоматизированную систему интеллектуальной разборки электроники iDEAR на основе ИИ.
Источник изображений: techspot.com Проблему электронных отходов трудно переоценить. Только Евросоюз произвёл около пяти миллионов тонн электронных отходов в 2022 году. США генерируют от 6,9 до 7,6 миллионов тонн электронных отходов ежегодно, что составляет около 21 кг на человека в год. По прогнозам, к 2030 году мировое производство электронных отходов увеличится до 74,7–82 миллионов тонн. Нынешнее состояние переработки электронных отходов далеко от идеального. Производственные процессы в электронной промышленности ставят во главу угла экономическую эффективность, что приводит к выпуску устройств, которые плохо поддаются переработке в конце своего жизненного цикла. Традиционные методы часто подразумевают ручную разборку, которая является дорогостоящей и неэффективной. А многие устройства в конечном итоге просто измельчаются, что ограничивает возможность извлечения ценных компонентов. Для решения проблемы переработки и утилизации электроники исследователи из института Фраунгофера в Магдебурге, Германия, разработали iDEAR (Intelligent Disassembly of Electronics for Remanufacturing and Recycling — интеллектуальная разборка электроники для восстановления и переработки). iDEAR кардинально повышает эффективность переработки электронных отходов и потенциально обеспечивает извлечение многих видов ценного сырья. На сегодняшний день iDEAR уже успешно справляется с извлечением материнских плат из корпусов ПК. ![]() Процесс интеллектуальной разборки iDEAR начинается с этапа идентификации и диагностики. 3D-камеры и оптические сенсорные системы на базе ИИ сканируют электронные отходы, собирая информацию о производителе, типе продукта и его серийном номере. Происходит обнаружение и сканирование этикеток и других надписей. Одновременно оценивается состояние компонентов и соединительных элементов, таких как винты и заклёпки. Алгоритмы машинного обучения в режиме реального времени идентифицируют и классифицируют состав устройства. iDEAR без проблем справляется с определением потайного и заржавевшего крепежа. Ключевым нововведением в проекте iDEAR является создание цифрового «двойника разборки» для каждого продукта, включая информацию о его компонентах и любой предыдущей операции с ним. После тщательного анализа устройства система определяет последовательности разборки с помощью специализированного ПО. Принимается решение, следует ли производить полную или частичную разборку, причём приоритет отдаётся извлечению ценных компонентов. Затем робот получает сгенерированную последовательность инструкций, включая откручивание винтов, вскрытие корпусов и извлечение компонентов. Хотя в настоящее время проект iDEAR сосредоточен на переработке ПК, у исследователей амбициозные планы на будущее. Они работают над универсальной системой, которая сможет самостоятельно адаптироваться к широкому спектру электронных устройств — от микроволновых печей до крупных бытовых приборов — с минимальными инженерными усилиями. Учёные превратили отходы полистирола в бесконечный источник чистой энергии
06.11.2024 [13:11],
Геннадий Детинич
Исследователи из Австралии и Латвии открыли способ превратить бесполезные отходы из полистирола в источник чистой и условно бесконечной энергии. Полистирол оказался наиболее перспективным материалом для генерации статического электричества среди других пластиков. Статику можно снимать с полистирола, накапливать и превращать в бесплатную электроэнергию. А всё что нужно для возникновения зарядов — это лишь поток воздуха через пластинки полистирола.
Источник изображения: RMIT Полистирол, использующийся, преимущественно, для упаковок, ежегодно производится в объёме 25 млн тонн. После использования он в основном оказывается на свалках. В переработку поступает лишь малая часть этого материала. Свойства полистирола делают его мусором длительного разложения — до 500 и более лет. Но эти же качества сделали его лучшим выбором для создания электростатических генераторов. Учёные из Австралийского университета RMIT и Латвийского технического университета в Риге обнаружили, что обдуваемые потоком воздуха тончайшие пластинки из полистирола активно вырабатывают статическое электричество. Пластинки должны быть толщиной в десять раз тоньше человеческого волоса. Движение воздуха между ними заставляет их тереться друг от друга и возбуждать статический заряд, который затем направляется для зарядки конденсатора и дальше в электрическую цепь.
Источник изображения: Advanced Energy and Sustainability Research 2024 Такую установку для выработки электричества из множества параллельно расположенных полистироловых пластинок учёные предлагают устанавливать в местах постоянного движения воздуха. Например, в системах вентиляции. Установки смогут подпитывать местную сеть и даже сэкономят до 5 % потребления кондиционеров, если в последние встроить предложенную систему по сбору статического электричества. Параллельно созданию электростатических генераторов из вторсырья исследователи глубже изучили природу возникновения статического заряда, чем двинули дальше фундаментальную науку. А ещё раньше подобное исследование провели учёные из США, которые изучили тонкости возникновения статики на примере шерсти домашних котиков. Возвращаясь к полистиролу, отметим, что сама идея вторичного использования полистирола не менее ценная, чем изобретение способа добывать энергию с его помощью. ИИ будет засорять Землю миллионами тонн электронного мусора каждый год
29.10.2024 [20:55],
Геннадий Детинич
Повальный интерес к генеративному искусственному интеллекту будет иметь свои ощутимые негативные последствия, предупреждают исследователи из израильского Университета имени Райхмана (Reichman University). Учёные впервые оценили степень влияния увлечения ИИ на объём создаваемого им электронного мусора после окончания срока службы. К концу десятилетия ИИ будет ежегодно оставлять после себя до 5 млн тонн отходов, в основном без надежды на переработку.
Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews Согласно различным подсчётам, ежегодно на планете образуется не менее 60 млн тонн электронного мусора — от стиральных машин и кондиционеров до компьютеров и телефонов. К концу десятилетия мода на ИИ добавит к этому объёму ежегодно от 1,2 до 5 млн тонн отходов. Поскольку проблема безопасной утилизации и переработки отходов всё ещё не решена, добавление новых объёмов лишь усугубит ситуацию. К счастью, существуют стратегии, которые могут смягчить проблему, хотя для их реализации потребуется воля властей и желание производителей и разработчиков. Прежде всего, всем необходимо осознать, что за утилизацию нужно платить. Электронный мусор содержит вещества, опасные для здоровья и природы, такие как ртуть, кадмий и свинец. Для безопасной утилизации подобных материалов или содержащих их компонентов мусора необходимы особые условия и защита людей, занятых в переработке. Сегодня переработкой электронного мусора в основном занимаются в бедных странах, где никто не озабочен безопасностью и защитой от вредных веществ. Золото, серебро, медь и другие ценные металлы изымаются, а вредные вещества с остатками мусора просто выбрасываются куда придётся, и часто это оказывается океан или реки в странах Юго-Восточной Азии и Африки. В случае платформ для искусственного интеллекта основной объём электронного мусора будет представлен видеокартами, процессорами, платами, памятью и накопителями. Срок продуктивной работы этого оборудования обычно составляет два года. Разработчикам комплектующих и платформ по силам создать модернизируемые решения, способные продлить срок службы компонентов до пяти лет, а также разработать такие конструктивные решения, которые упростят переработку компонентов после окончания их срока службы. При правильной стратегии можно будет перерабатывать до 86 % создаваемого ИИ электронного мусора, тогда как сегодня перерабатывается не более 22 % отходов. «Для компаний и производителей крайне важно брать на себя ответственность за экологические и социальные последствия производства своей продукции, — говорят авторы исследования. — Так мы можем быть уверены, что технология, на которую мы полагаемся, не наносит ущерба здоровью людей и планеты». |