Elektropulse eliminieren E-Schrott effektiv
Ausgediente Geräte werden energiesparend in unterschiedliche Fraktionen zerteilt
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E-Schrott: Fernbedienungen und andere Elektronik (Foto: mondputzer, pixelio.de) |
Kurokami (pte003/17.05.2019/06:05) Mit gepulsten elektrischen Entladungen lässt sich E-Schrott schnell und sauber in Fraktionen zerlegen, etwa in Kunststoff und Metall. Auch feinere Differenzierungen sind möglich. Ein solches Verfahren haben Forscher an der Kumamoto University http://www.kumamoto-u.ac.jp entwickelt. Dabei wird in schneller Folge ein starkes elektrisches Feld aufgebaut, das jeweils weniger als eine Sekunde erhalten beliebt. Die auf den Abfall übertragene Kraft ist so groß, dass sich Werkstoffe voneinander trennen und in kleine Teile zerfallen.
Zertrümmern mit 35 bar
Der Elektronikschrott wird zwischen zwei Elektroden positioniert, zwischen denen kurzzeitig ein großes elektrisches Feld aufgebaut wird. Die Kraft, die dabei auf das Material wirkt, liegt bei 3,5 Megapascal, das entspricht einem Druck von 35 bar. Das sei die Kraft, die ein galoppierendes Pferd auf den Untergrund ausübt, so die Veranschaulichung der japanischen Forscher.
Die Wissenschaftler haben das Verfahren zunächst an CDs und DVDs getestet, die recycelt werden sollten. Diese bestehen aus Polycarbonat und einer hauchdünnen Metallschicht, in der die Informationen gespeichert sind. 30 Elektropulse reichten aus, um die beiden Bestandteile sortenrein zu trennen. Die Stromkosten sind äußerst gering. In Japan würde das Recycling von 100 CDs gerade einmal umgerechnet 0,3 Eurocent kosten.
Highspeed-Kamera im Einsatz
Um herauszufinden, was die Schockwellen in dem zu recycelnden Material anrichten, beobachteten die Forscher das Geschehen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Sie konnten zu Beginn des Trennprozesses zwei Lichtemissionen sehen, in Blau und Orange. Diese Plasmaentladungen ließen auf eine energetische Anregung des Materials schließen. Wenn der Puls zu Ende war und die Lichtblitze verschwanden, zeigten die Bilder, dass das Material in Krümeln wegflog.
"Das Elektroschrott-Problem ist das wohl bedeutendste im Bereich Recycling", sagt Teamleiter Professor Hamid Hosano. "Unser Projekt zeigt die Bedeutung von Schockwellen für die Effektivität der Materialtrennung." Heute wird Elektroschrott meist mechanisch zerkleinert, der Rest ist Handarbeit. Das ist zeitaufwendig und teuer, manchmal sogar gesundheitsgefährdend. Außerdem ist die Sortenreinheit nicht zufriedenstellend.
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