Nuacht Tionscail

Úsáideann eolaithe Craiceann Torthaí chun Sean-Chadhnraí Litiam-ian a Thiontú I Nua

2021-06-16
TOPICS:
Teicneolaíocht Ceallraí, Fuinneamh, Ollscoil Teicneolaíochta Nanyang, Coitianta, Athchúrsáil Ceallraí, Ceallraí Litiam-ian
Le OLLSCOIL TEICNEOLAÍOCH NANYANG LÚNASA 29, 2020



D’fhorbair foireann eolaithe faoi stiúir NTU modh nua chun dramhaíl craiceann torthaí a úsáid chun miotail lómhara a bhaint agus a athúsáid ó chadhnraí litiam-ian caite d’fhonn cadhnraí nua a chruthú. L-R: Asst Prof Dalton Tay, an tOllamh Madhavi Srinivasan. Creidmheas: NTU Singeapór

D’fhorbair eolaithe faoi stiúir Ollscoil Teicneolaíochta Nanyang, Singeapór (NTU Singeapór) modh nua chun dramhaíl craiceann torthaí a úsáid chun miotail lómhara a bhaint agus a athúsáid as cadhnraí litiam-ian caite d’fhonn cadhnraí nua a chruthú.

Léirigh an fhoireann a gcoincheap ag baint úsáide as craiceann oráiste, a ghnóthaigh miotail lómhara ó dhramhaíl ceallraí go héifeachtúil. Ansin rinne siad cadhnraí feidhmiúla ó na miotail aisghafa seo, ag cruthú dramhaíola íosta sa phróiseas.

Deir na heolaithe go dtéann a gcur chuige dramhaíola-go-acmhainn i ngleic le dramhaíl bia agus le dramhaíl leictreonaice, ag tacú le geilleagar ciorclach a fhorbairt le nialas dramhaíola, ina gcoinnítear acmhainní in úsáid chomh fada agus is féidir. Gintear thart ar 1.3 billiún tonna de dhramhaíl bia agus 50 milliún tonna de r-dramhaíola ar fud an domhain gach bliain.

De ghnáth, déileálfar le cadhnraí caite le teas an-mhór (os cionn 500 ° C) chun miotail luachmhara a bholadh, a astaíonn gáis tocsaineacha guaiseacha. Tá iniúchadh á dhéanamh ar chineálacha cuir chuige a úsáideann tuaslagáin aigéad láidir nó tuaslagáin aigéad níos laige le sárocsaíd hidrigine chun na miotail a bhaint, ach cruthaíonn siad truailleáin thánaisteacha fós a chruthaíonn rioscaí sláinte agus sábháilteachta, nó a bhíonn ag brath ar sárocsaíd hidrigine atá guaiseach agus éagobhsaí.



Léirigh an fhoireann a gcoincheap ag baint úsáide as craiceann oráiste, a ghnóthaigh miotail lómhara ó dhramhaíl ceallraí go héifeachtúil. Ansin rinne siad cadhnraí feidhmiúla ó na miotail aisghafa seo, ag cruthú dramhaíola neamh-tocsaineach íosta sa phróiseas. Creidmheas: NTU Singeapór

Dúirt an tOllamh Madhavi Srinivasan, comh-stiúrthóir ar shaotharlann NTU Singeapór-CEA Alliance for Research in Circular Economy (NTU SCARCE): “Tá próisis athchúrsála tionsclaíocha r-dramhaíola dian ar fhuinneamh agus scaoileann siad truailleáin dhochracha agus dramhaíl leachtach, ag cur in iúl go bhfuil géarghá le modhanna atá neamhdhíobhálach don chomhshaol de réir mar a fhásann an méid r-dramhaíola. Tá sé léirithe ag ár bhfoireann gur féidir é sin a dhéanamh le substaintí in-bhithmhillte.

“Tógann na torthaí seo ar an gcorp oibre atá againn ag SCARCE faoi Institiúid Taighde Fuinnimh NTU (ERI @ N). Cuireadh saotharlann SCARCE ar bun chun bealaí níos glaise a fhorbairt chun r-dramhaíola a athchúrsáil. Is cuid é freisin de thionscnamh Champas Cliste NTU, a bhfuil sé mar aidhm aige réitigh ardteicneolaíochta a fhorbairt do thodhchaí inbhuanaithe.â €

Dúirt an tOllamh Cúnta Dalton Tay ó Scoil Eolaíochta Ábhar agus Innealtóireachta NTU agus Scoil na nEolaíochtaí Bitheolaíochta: “I Singeapór, tír atá gann ar acmhainní, tá an próiseas seo de mhianadóireacht uirbeach chun miotail luachmhara a bhaint as gach cineál leictreonaic scoite amach . Leis an modh seo, ní amháin go rachaimid i ngleic le fadhb ídiú acmhainní trí na miotail lómhara seo a choinneáil in úsáid a oiread agus is féidir, ach freisin an fhadhb a bhaineann le r-dhramhaíl agus carnadh dramhaíola bia - géarchéim dhomhanda atá ag fás i gcónaí. ”

Foilsíodh na torthaí san iris eolaíochta Environmental Science & Technology i mí Iúil.

Cur chuige inbhuanaithe ar chostas íseal

Le cineálacha cur chuige tionsclaíocha chun dramhaíl cheallraí a athchúrsáil a ghineann truailleáin dhochracha, tá hidrometallurgy - ag úsáid uisce mar thuaslagóir le haghaidh eastóscadh - á iniúchadh níos mó agus níos mó mar rogha eile. Is éard atá i gceist leis an bpróiseas seo cadhnraí a úsáidtear a stialladh agus a bhrú ar dtús chun ábhar brúite ar a dtugtar mais dhubh a fhoirmiú. Ansin tógann taighdeoirí miotail luachmhara as mais dhubh trína dtuaslagadh i meascán d’aigéid láidre nó aigéid lag móide ceimiceáin eile cosúil le sárocsaíd hidrigine faoi theas, sula ligtear do na miotail deascadh.

Cé go bhfuil sé níos cairdiúla don chomhshaol ná na modhanna traidisiúnta, d’fhéadfadh úsáid ceimiceán láidir den sórt sin ar scála tionsclaíoch méid suntasach truailleán tánaisteach a chruthú, agus rioscaí suntasacha sábháilteachta agus sláinte a chruthú, a dúirt an tOllamh Asst Tay.



Cur chuige dramhaíola-go-acmhainn maidir le cadhnraí a athchúrsáil. Creidmheas: NTU Singeapór

Fuair ​​foireann NTU amach gur féidir leis an teaglaim de chraiceann oráiste a triomaíodh san oigheann agus a chuirtear i bpúdar, agus aigéad citreach, aigéad orgánach lag a fhaightear i dtorthaí citris, an aidhm chéanna a bhaint amach.
I dturgnaimh saotharlainne, fuair an fhoireann gur éirigh lena gcur chuige thart ar 90 faoin gcéad de chóbalt, litiam, nicil agus mangainéis a bhaint as cadhnraí litiam-ian caite - éifeachtúlacht inchomparáide leis an gcur chuige ag úsáid sárocsaíd hidrigine.

Mhínigh Asst Prof Tay: “Tá an eochair sa cheallalós a fhaightear i gcraiceann oráiste, a dhéantar a thiontú ina siúcraí faoi theas le linn an phróisis eastósctha. Feabhsaíonn na siúcraí seo aisghabháil miotail ó dhramhaíl ceallraí. D’fhéadfadh frithocsaídeoirí a tharlaíonn go nádúrtha agus a fhaightear i gcraiceann oráiste, mar shampla flavonoids agus aigéid feanólacha, cur leis an bhfeabhsú seo freisin.â €

Rud atá tábhachtach, fuarthas go raibh iarmhair sholadacha a gineadh ón bpróiseas seo neamh-tocsaineach, rud a thugann le tuiscint go bhfuil an modh seo slán ó thaobh an chomhshaoil ​​de, a dúirt sé.

Ó na hábhair a gnóthaíodh, chruinnigh siad cadhnraí litiam-ian nua le chéile, a léirigh acmhainn luchtaithe cosúil le cinn tráchtála. Tá tuilleadh taighde ar bun chun feidhmíocht rothaíochta urscaoilte muirir na gcadhnraí nua seo a dhéantar as ábhair aisghafa a bharrfheabhsú.
Tugann sé seo le tuiscint go bhfuil an teicneolaíocht nua seo “indéanta go praiticiúil chun cadhnraí litiam-ian caite a athchúrsáil sa chiall thionsclaíoch,” a dúirt na taighdeoirí.

Tá an fhoireann ag iarraidh feidhmíocht a gcuid cadhnraí a ghintear ó dhramhaíl ceallraí cóireáilte a fheabhsú tuilleadh. Tá siad ag uasmhéadú na gcoinníollacha freisin chun táirgeadh a mhéadú agus iniúchadh a dhéanamh ar an bhféidearthacht úsáid aigéid a bhaint sa phróiseas.

Dúirt an tOllamh Madhavi, ar as Scoil Eolaíochta agus Innealtóireachta Ábhar NTU agus ERI @ N freisin: “D’fhéadfaí an cur chuige dramhaíola-go-acmhainn seo a leathnú chuig cineálacha eile dramhaíola torthaí agus glasraí saibhir i gceallalós. , chomh maith le cineálacha ceallraí litiam-ian mar fosfáit iarainn litiam agus ocsaíd cóbalt mangainéise nicil litiam. Chabhródh sé seo le dul chun cinn mór a dhéanamh i dtreo an gheilleagair chiorclaigh nua r-dramhaíola, agus chuirfeadh sé cumhacht ar ár saol ar bhealach níos glaise agus níos inbhuanaithe. ”

Tagairt: “Athdhíol Dramhaíl Peel Torthaí mar Laghdaitheoir Glas le haghaidh Athchúrsáil Cadhnraí Litiam-ian Caite” le Zhuoran Wu, Tanto Soh, Jun Jie Chan, Shize Meng, Daniel Meyer, Madhavi Srinivasan agus Chor Yong Tay, 9 Iúil 2020, Eolaíocht & Teicneolaíocht Chomhshaoil.
DOI: 10.1021 / acs.est.0c02873

Faigheann an taighde, a thagann faoi NTU SCARCE, tacaíocht ón bhFondúireacht Náisiúnta Taighde, ón Aireacht Forbartha Náisiúnta, agus ón nGníomhaireacht Náisiúnta Comhshaoil ​​faoin Tionscnamh T&F um Dhúnadh Dramhaíola a Dhúnadh mar chuid den Chiste um Réiteach Uirbeach & Inbhuanaitheacht.