Коркарди манбаъхои химиявии энергия

Вазъияти маъмулӣ дар ҳар хона ин аст, ки батареяҳои ба наздикӣ харидашуда дигар хуб нестанд. Ё шояд, ғамхорӣ дар бораи муҳити зист ва дар айни замон - дар бораи сарвати ҳамёни худ, мо батареяҳо гирифтем? Пас аз чанде онҳо низ аз ҳамкорӣ даст мекашанд. Пас дар партов? Мутлақо не! Донистани таҳдидҳое, ки ҳуҷайраҳо дар муҳити атроф ба вуҷуд меоянд, мо нуқтаи митингро ҷустуҷӯ хоҳем кард.

Ҷамъоварӣ

Миқёси мушкилоте, ки мо бо он сарукор дорем, чӣ гуна аст? Ҳисоботи соли 2011 аз ҷониби Сарнозири экологӣ нишон дод, ки бештар аз 400 миллион ҳуҷайра ва батареяҳо. Тақрибан ҳамин шумора даст ба худкушӣ задаанд.

Райс. 1. Таркиби миёнаи ашьёи хом (хучахои истифодашуда) аз коллекцияхои давлатй.

Пас, мо бояд инкишоф диҳем кариб 92 хазор тонна партовхои зарарнок ки дар таркибаш металлхои вазнин (симоб, кадмий, никел, нукра, сурб) ва як катор пайвастагихои химиявй (гидроксиди калий, хлориди аммоний, диоксиди марганец, кислотаи сулфат) мавчуданд (расми 1). Вакте ки мо онхоро мепартоем, — баъди занг задани рун кабат хок ва обро ифлос мекунанд (расми 2). Ба мухит ва аз ин ру ба худамон чунин «тухфа» накунем. Аз ин маблаг 34 фоизашро коркардкунандагони махсус ташкил медиданд. Аз ин ру, хануз бисьёр кор кардан лозим аст ва ин тасаллобахш нест, ки на танхо дар Польша?

Райс. 2. Сарпӯши ҳуҷайраҳои зангзада.

Мо дигар баҳонае надорем, ки ба ҷое равем ҳуҷайраҳои истифодашуда. Ҳар як фурӯшгоҳе, ки батареяҳо ва ивазкунандаҳоро мефурӯшад, талаб карда мешавад, ки онҳоро аз мо (инчунин электроникаи кӯҳна ва асбобҳои рӯзгор) қабул кунад. Инчунин, дар бисьёр магазинхо ва мактабхо контейнерхо мавчуданд, ки дар онхо кафас гузошта метавонем. Пас биёед «рад накунем» ва батареяю аккумуляторхои истифодашударо ба ахлот напартоем. Бо андаке майлу хохиш мо як нуктаи раллиро пайдо мекунем ва худи звенохо чунон кам вазн доранд, ки звено моро хаста намекунад.

Sort

Тавре ки бо дигарон масолехи аз нав истифодашаванда, табдилдиҳии муассир пас аз ҷудокунӣ маъно дорад. Партовҳои корхонаҳои саноатӣ одатан аз ҷиҳати сифат якхелаанд, аммо партовҳои коллексияҳои ҷамъиятӣ омехтаи намудҳои мавҷудаи ҳуҷайраҳо мебошанд. Ҳамин тариқ, саволи асосӣ ба миён меояд сегрегатсия.

Дар Полша навъбандӣ дастӣ анҷом дода мешавад, дар ҳоле ки дар кишварҳои дигари Аврупо аллакай хатҳои ҷудокунии автоматӣ мавҷуданд. Онҳо ҷумбониданро бо андозаи мувофиқ истифода мебаранд (имкон медиҳад ҷудошавии ҳуҷайраҳои андозаашон гуногун) ва рентген (ба навъбандии мундариҷа). Таркиби ашьёи хоми коллекцияхои Польша низ каме фарк мекунад.

То ба наздикӣ ҳуҷайраҳои классикии кислотаи Лекланши мо бартарӣ доштанд. Ба наздикй бартарии элементхои ишко-рии замонавй, ки чандин сол пеш бозорхои гарбиро забт карда буданд, намоён гардид. Дар ҳар сурат, ҳарду намуди ҳуҷайраҳои яквақта зиёда аз 90% батареяҳои ҷамъшударо ташкил медиҳанд. Боқимонда батареяҳои тугмаҳо (соатҳои барқгиранда (расми 3) ё ҳисобкунакҳо), батареяҳои барқгиранда ва батареяҳои литийӣ барои телефонҳо ва ноутбукҳо мебошанд. Сабаби чунин ҳиссаи хурд дар муқоиса бо унсурҳои якдафъаина нархи баланд ва мӯҳлати хидматрасонӣ дарозтар аст.

Райс. 3. Пайванди нуқрае, ки барои қудрати соатҳои дастӣ истифода мешавад.

Коркард

Пас аз ҷудошавӣ, вақти муҳимтарин чиз аст марҳилаи коркард — баркарор намудани ашьёи хом. Барои ҳар як намуд, маҳсулоти гирифташуда каме фарқ мекунад. Бо вуҷуди ин, техникаи коркарди он монанд аст.

коркарди механики аз суфта кардани партов дар осиёб иборат аст. Фраксияҳои ҳосилшуда бо истифода аз электромагнитҳо (оҳан ва хӯлаҳои он) ва системаҳои махсуси ҷумбонидан (дигар металлҳо, элементҳои пластикӣ, коғаз ва ғайра) ҷудо карда мешаванд. Обхезӣ усул дар он аст, ки пеш аз коркард бодиққат ҷудо кардани ашёи хом лозим нест, камбудӣ - миқдори зиёди партовҳои корношоям, ки дар партовгоҳҳо партофтанро талаб мекунанд.

Истифодаи такрории гидрометаллургӣ обшавии ҳуҷайраҳо дар кислотаҳо ё асосҳо мебошад. Дар марҳилаи навбатии коркард маҳлулҳои ҳосилшуда тоза карда мешаванд, масалан, намаки металлӣ барои ба даст овардани элементҳои тоза. калон бартарӣ усул бо сарфи ками энергия ва миқдори ками партовҳо, ки партовро талаб мекунад, хос аст. Нуқсон Ин усули коркарди дубора ба навъбандии бодиққати батареяҳо тақозо мекунад, то ифлосшавии маҳсулоти ҳосилшуда пешгирӣ карда шавад.

Коркарди гармидиҳӣ аз оташ задани ҳуҷайраҳо дар печҳои тарҳи мувофиқ иборат аст. Дар натича оксидхои онхо гудохта ва ба даст оварда мешаванд (ашьёи хоми фабрикахои пулодгудозй). Обхезӣ усул аз имкони истифодаи батареяҳои номатлуб иборат аст, камбудӣ ва – истеъмоли энергия ва тавлиди маҳсулоти зарарноки сӯзишворӣ.

гайр аз аз нав истифодашаванда Ҳуҷайраҳо пас аз муҳофизати пешакӣ аз вуруди ҷузъҳои онҳо ба муҳити зист дар партовгоҳҳо нигоҳ дошта мешаванд. Аммо ин тадбири нимкораест, ки зарурати мубориза бо ин гуна партовхо ва сарфи бисьёр ашьёи хоми пуркиматро ба таъхир меандозад.

Мо инчунин метавонем баъзе моддаҳои ғизоиро дар лабораторияи хонагии худ барқарор кунем. Инҳо ҷузъҳои элементҳои классикии Лекланш мебошанд - руҳи тозаи баланд аз косаҳои гирду атрофи элемент ва электродҳои графитӣ. Интихобан, мо метавонем диоксиди марганецро аз омехтаи омехта ҷудо кунем - танҳо онро бо об ҷӯшонида (барои тоза кардани ифлосиҳои ҳалшаванда, асосан хлориди аммоний) ва филтр кунем. Бақияи ҳалнашаванда (бо хоки ангишт олуда шудааст) барои аксари реаксияҳо бо MnO мувофиқ аст.₂.

Аммо на танхо элементхое, ки барои кувваи асбобхои рузгор истифода мешаванд, аз нав истифодашавандаанд. Аккумуляторхои кухнаи мошинхо хам манбаи ашьёи хом мебошанд. Аз онхо сурб хосил карда, баъд дар истехсоли дастгоххои нав ба кор бурда, корпусхо ва электролитхои пуркунандаи онхо нобуд карда мешаванд.

Ҳеҷ кас набояд дар бораи зарари экологӣ, ки тавассути металлҳои вазнини заҳролуд ва маҳлули кислотаи сулфат расонида мешавад, хотиррасон кард. Барои тамаддуни бо суръат тараккй кардаистодаи техникии мо мисоли ҳуҷайраҳо ва батареяҳо намуна аст. Проблемаи рузафзун на истехсоли худи махсулот, балки пас аз истифода партофтани он мебошад. Умедворам, ки хонандагони маҷаллаи «Техникони ҷавон» бо ибрати худ дигаронро ба коркарди дубора водор мекунанд.

Таҷрибаи 1 - батареяи литий

ҳуҷайраҳои литий онҳо дар ҳисобкунакҳо ва барои нигоҳ доштани барқ ​​ба BIOS-и motherboards компютер истифода мешаванд (расми 4). Биёед дар онҳо мавҷудияти литийи металлиро тасдиқ кунем.

Райс. 4. Ҳуҷайраи литий-марганец, ки барои нигоҳ доштани барқ ​​ба BIOS-и motherboard компютер истифода мешавад.

Пас аз ҷудо кардани элемент (масалан, навъи маъмули CR2032) мо метавонем тафсилоти сохторро мебинем (расми 5): қабати фишурдашудаи сиёҳи гази манган MnO.₂, электроди сепаратори ковок, ки бо махлули электролитҳои органикӣ пошида шудааст, ҳалқаи пластикиро изолятсия мекунад ва ду қисмати металлӣ корпусро ташкил медиҳанд.

Райс. 5. Қисмҳои ҳуҷайраи литий-марганецӣ: 1. Қисмати поёнии бадан бо қабати металли литий (электроди манфӣ). 2. Сепараторе, ки бо махлули электролитхои органики импрегн карда шудааст. 3. Қабати прессшудаи дуоксиди марганец (электроди мусбат). 4. Ҳалқаи пластикӣ (изолятори электрод). 5. Корти болоӣ (терминали электроди мусбат).

Хурдтараш (электроди манфӣ) бо қабати литий пӯшида шудааст, ки дар ҳаво зуд тира мешавад. Элемент тавассути санҷиши аланга муайян карда мешавад. Барои ин аз нуги сими оњанин як миќдор металли мулоимро гирифта, намунаро ба шўълаи сўзишвор гузоред - ранги кармин будани литийро нишон медињад (расми 6). Мо боқимондаҳои металлро бо роҳи дар об маҳлул месозем.

Райс. 6. Намунаи литий дар шӯълаи сӯзишворӣ.

Электроди металлии дорои қабати литийро дар як стакан ҷойгир карда, чанд см рехт³ об. Дар зарф реаксияи шадид ба амал меояд, ки бо баровардани гази гидроген ҳамроҳ мешавад:

Гидроксиди литий як пойгоҳи қавӣ аст ва мо метавонем онро бо коғази индикатор ба осонӣ санҷем.

Таҷрибаи 2 - пайванди сілтӣ

Элементи якдафъаинаи ишқориро буред, масалан, навъи LR6 («ангушт», АА). Пас аз кушодани косаи металлӣ сохтори дохилӣ намоён мешавад (расми 7): дар дохили он массаи сабуке мавҷуд аст, ки анод (гидроксиди калий ё натрий ва чанги руҳ) ташкил медиҳад ва қабати торикии дуоксиди марганец MnO гирду атрофи онро ташкил медиҳад.₂ бо чанги графитӣ (катодҳои ҳуҷайра).

Райс. 7. Реаксияи ишќории массаи анод дар ҳуҷайраи ишќорї. Сохтори ҳуҷайраи намоён: массаи анодсозандаи сабук (KOH + чанги руҳ) ва диоксиди тираи марганец бо хоки графит ҳамчун катод.

Электродҳо бо диафрагмаи коғазӣ аз ҳамдигар ҷудо карда шудаанд. Миқдори ками моддаҳои сабукро ба лентаи санҷишӣ молед ва онро бо як қатра об тар кунед. Ранги кабуд реаксияи сілтӣ аз массаи анодро нишон медиҳад. Намуди гидроксиди истифодашуда беҳтар тавассути санҷиши шӯъла тасдиқ карда мешавад. Намунаеро, ки ба андозаи чанд донаи кӯкнор ба сими оҳанин дар об тар карда, часпонида, дар шӯълаи сӯзон мегузоранд.

Ранги зард аз истифодаи гидроксиди натрий аз ҷониби истеҳсолкунанда ва ранги гулобию арғувонӣ гидроксиди калийро нишон медиҳад. Азбаски пайвастагиҳои натрий қариб ҳама моддаҳоро ифлос мекунанд ва санҷиши шӯълаи ин элемент ниҳоят ҳассос аст, ранги зарди аланга метавонад хатҳои спектрали калийро пӯшонад. Ҳалли он аст, ки ба шӯъла тавассути филтри кабуди бунафш, ки метавонад шишаи кобальт ё маҳлули ранг дар колба бошад (индиго ё бунафшаи метил, ки дар дезинфексияи захм мавҷуд аст, пиоктан). Филтр ранги зардро ҷаббида мекунад ва ба шумо имкон медиҳад мавҷудияти калийро дар намуна тасдиқ кунед.

Рамзҳои таъинот

Барои осон кардани муайянкунии навъи ҳуҷайра, рамзи махсуси алифбои рақамӣ ҷорӣ карда шудааст. Барои навъҳои маъмултарин дар хонаҳои мо чунин ба назар мерасад: рақам-ҳарф-ҳарф-рақам, дар куҷо:

- рақами якум - шумораи ҳуҷайраҳо; барои ҳуҷайраҳои ягона сарфи назар карда мешавад.

– ҳарфи аввал навъи ячейкаро нишон медиҳад. Ҳангоми мавҷуд набудани он як ҳуҷайраи синк-графитии Лекланш аст (анод: руҳ, электролит: хлориди аммоний, NH₄Cl, хлориди руҳ ZnCl₂, катод: диоксиди марганец MnO₂). Дигар намудҳои ҳуҷайраҳо ба таври зерин нишон дода шудаанд (ба ҷои гидроксиди калий гидроксиди арзонтар низ истифода мешавад):

A, P – элементҳои руҳ-ҳаво (анод: руҳ, оксигени атмосфера дар катодҳои графитӣ коҳиш ёфтааст);

B, C, E, F, G - ҳуҷайраҳои литий (анод: литий, аммо моддаҳои зиёде ҳамчун катод ва электролит истифода мешаванд);

H – аккумулятори никел-металл гидриди Ni-MH (гидриди металлӣ, KOH, NiOOH);

K – батареяи никел-кадмий Ni-Cd (кадмий, KOH, NiOOH);

L – элементи сілтӣ (синк, KOH, MnO₂);

M – элементи симоб (синк, KOH; HgO), дигар истифода намешавад;

S – элементи нуқра (синк, KOH; Ag₂ДАР БОРАИ);

Z – элементи никел-марганец (синк, KOH, NiOOH, MnO₂).

- ҳарфи зерин шакли пайвандро нишон медиҳад:

F - ламелҳо;

R - силиндрӣ;

S - росткунҷа;

P – номи ҷории ҳуҷайраҳои дорои шаклҳои ғайр аз силиндрӣ.

- рақам ё рақамҳои ниҳоӣ андозаи истинодро нишон медиҳанд (қиматҳои каталог ё андозаҳои мустақим).

Намунаҳои аломатгузорӣ:

R03
 - ҳуҷайраи синк-графитӣ ба андозаи ангушти хурд. Нишони дигар AAA ё микро аст.

LR6 - ҳуҷайраи ишқӣ ба андозаи ангушт. Номи дигар АА ё минион аст.

HR14  – Батареяи Ni-MH, ҳарфи C низ барои андоза истифода мешавад.

KR20 – Батареяи Ni-Cd, ки андозаи он низ бо ҳарфи D ишора шудааст.

3LR12 - батареяи ҳамвор бо шиддати 4,5 В, ки аз се ҳуҷайраи ишқӣ иборат аст.

6F22 – батареяи 9V; шаш ячейкаи индивидуалии планарии цинк-графитй дар корпуси росткунчае печонида шудаанд.

CR2032 – ҳуҷайраи литий-марганец (литий, электролитҳои органикӣ, MnO₂) диаметраш 20 мм ва гафсиаш 3,2 мм.