රසායනික බලශක්ති ප්රභවයන් සැකසීම
සෑම නිවසකම පොදු තත්වයක් වන්නේ මෑතකදී මිලදී ගත් බැටරි තවදුරටත් හොඳ නැත. එසේත් නැතිනම්, පරිසරය ගැන සැලකිලිමත් වන අතර, ඒ සමඟම - අපගේ මුදල් පසුම්බියේ ධනය ගැන, අපට බැටරි ලැබුණාද? ටික වේලාවකට පසු, ඔවුන් ද සහයෝගයෙන් කටයුතු කිරීම ප්රතික්ෂේප කරනු ඇත. ඉතින් කුණු කූඩයේ? කොහෙත්ම නැහැ! පරිසරය තුළ සෛල ඇති කරන තර්ජන ගැන දැන, අපි රැලි ලක්ෂ්යයක් සොයනු ඇත.
එකතුව
අප කටයුතු කරන ගැටලුවේ පරිමාණය කුමක්ද? ට වඩා වැඩි බව ප්රධාන පරිසර පරීක්ෂකගේ 2011 වාර්තාව පෙන්වා දුන්නේය සෛල සහ බැටරි මිලියන 400 ක්. ආසන්න වශයෙන් එම සංඛ්යාව සියදිවි නසා ගත්හ.
සහල්. 1. රාජ්ය එකතුවෙන් අමුද්රව්ය (භාවිතා කරන ලද සෛල) වල සාමාන්ය සංයුතිය.
ඒ නිසා අපි දියුණු වෙන්න ඕන අන්තරායකර අපද්රව්ය ටොන් 92 දහසක් පමණ බැර ලෝහ (රසදිය, කැඩ්මියම්, නිකල්, රිදී, ඊයම්) සහ රසායනික සංයෝග ගණනාවක් (පොටෑසියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ්, ඇමෝනියම් ක්ලෝරයිඩ්, මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ්, සල්ෆියුරික් අම්ලය) (රූපය 1) අඩංගු වේ. අපි ඒවා ඉවතට විසි කරන විට - ආලේපනය විඛාදනයට ලක් වූ පසු - ඔවුන් පස හා ජලය දූෂණය කරයි (රූපය 2). පරිසරයට, ඒ නිසා අපටම එවැනි "තෑග්ගක්" නොකරමු. මෙම මුදලෙන් 34% ක් විශේෂිත සැකසුම්කරුවන් විසින් ගිණුම්ගත කර ඇත. එබැවින්, තවමත් බොහෝ දේ කළ යුතු අතර, එය පෝලන්තයේ පමණක් නොවන බව සැනසීමක් නොවේද?
සහල්. 2. විඛාදනයට ලක් වූ සෛල ආලේපන.
කොහේවත් යන්නට නිදහසට කරුණක් අපට තවදුරටත් නැත භාවිතා කරන ලද සෛල. බැටරි සහ ප්‍රතිස්ථාපන අලෙවි කරන සෑම වෙළඳසැලක්ම අපෙන් (මෙන්ම පැරණි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සහ ගෘහ උපකරණ) ඒවා භාර ගැනීමට අවශ්‍ය වේ. ඒ වගේම ගොඩක් කඩවල, පාසල්වල අපිට කූඩු දාන්න පුළුවන් කන්ටේනර් තියෙනවා. ඒ නිසා අපි "විවේචනය" නොකර, භාවිතා කළ බැටරි සහ ඇකියුලේටර් කුණු කූඩයට විසි නොකරමු. කුඩා ආශාවකින්, අපි රැලි ලක්ෂ්යයක් සොයා ගනු ඇති අතර, සබැඳිය අපව වෙහෙසට පත් නොකරන තරමට සබැඳි බරින් අඩුය.
වර්ග කිරීම
අනෙක් අය සමඟ මෙන් ප්රතිචක්රීකරණය කළ හැකි ද්රව්ය, කාර්යක්ෂම පරිවර්තනය වර්ග කිරීමෙන් පසු අර්ථවත් කරයි. කාර්මික කම්හල්වල අපද්රව්ය සාමාන්‍යයෙන් ගුණාත්මක භාවයෙන් ඒකාකාර වේ, නමුත් පොදු එකතුවෙන් ලැබෙන අපද්රව්ය පවතින සෛල වර්ගවල මිශ්‍රණයකි. මේ අනුව, ප්රධාන ප්රශ්නය බවට පත් වේ වෙන් කිරීම.
පෝලන්තයේ වර්ග කිරීම අතින් සිදු කරන අතර අනෙකුත් යුරෝපීය රටවල දැනටමත් ස්වයංක්‍රීය වර්ග කිරීමේ රේඛා ඇත. ඔවුන් සුදුසු දැල් ප්‍රමාණයන් සහිත පෙරනයක් භාවිතා කරයි (අවසර විවිධ ප්රමාණවලින් සෛල වෙන් කිරීම) සහ x-ray (අන්තර්ගත වර්ග කිරීම). පෝලන්තයේ එකතු කිරීමේ අමුද්රව්යවල සංයුතිය ද තරමක් වෙනස් ය.
මෑතක් වන තුරුම අපගේ සම්භාව්‍ය ආම්ලික Leclanche සෛල ආධිපත්‍යය දැරීය. වසර ගණනාවකට පෙර බටහිර වෙලඳපොලවල් ජයගත් වඩාත් නවීන ක්ෂාරීය මූලද්රව්යවල වාසිය කැපී පෙනෙන්නේ මෑතදීය. ඕනෑම අවස්ථාවක, ඉවත දැමිය හැකි සෛල වර්ග දෙකම එකතු කරන ලද බැටරි වලින් 90% කට වඩා වැඩි වේ. ඉතිරිය බොත්තම් බැටරි (බලගන්වන ඔරලෝසු (රූපය 3) හෝ කැල්කියුලේටර), නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බැටරි සහ දුරකථන සහ ලැප්ටොප් සඳහා ලිතියම් බැටරි. එවැනි කුඩා කොටසකට හේතුව ඉවත දැමිය හැකි මූලද්රව්යවලට සාපේක්ෂව ඉහළ මිලක් සහ දිගු සේවා කාලයයි.
සහල්. 3. අත් ඔරලෝසු බල ගැන්වීමට භාවිතා කරන රිදී ලින්ක්.
සැකසීම
වෙන්වීමෙන් පසු, වඩාත්ම වැදගත් දෙය සඳහා කාලයයි සැකසුම් අදියර - අමුද්රව්ය නැවත ලබා ගැනීම. එක් එක් වර්ගය සඳහා, ලැබුණු නිෂ්පාදන තරමක් වෙනස් වනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, සැකසුම් තාක්ෂණය සමාන වේ.
යාන්ත්රික සැකසුම් මෝල්වල අපද්රව්ය ඇඹරීමෙන් සමන්විත වේ. ප්රතිඵලය වන කොටස් විද්යුත් චුම්භක (යකඩ සහ එහි මිශ්ර ලෝහ) සහ විශේෂ පෙරන පද්ධති (අනෙකුත් ලෝහ, ප්ලාස්ටික් මූලද්රව්ය, කඩදාසි, ආදිය) භාවිතයෙන් වෙන් කරනු ලැබේ. හිරු උදාව ක්‍රමය පවතින්නේ සැකසීමට පෙර අමුද්රව්ය ප්‍රවේශමෙන් වර්ග කිරීමට අවශ්‍ය නොවන බැවිනි. අඩුපාඩුව - ගොඩකිරීම් වලට බැහැර කිරීමට අවශ්‍ය භාවිතයට ගත නොහැකි අපද්රව්ය විශාල ප්රමාණයක්.
Hydrometallurgical ප්රතිචක්රීකරණය අම්ල හෝ භෂ්මවල සෛල විසුරුවා හැරීමයි. සැකසීමේ මීලඟ අදියරේදී, ප්රතිඵලයක් වශයෙන් විසඳුම් පිරිසිදු කර වෙන් කරනු ලැබේ, උදාහරණයක් ලෙස, ලෝහ ලවණ, පිරිසිදු මූලද්රව්ය ලබා ගැනීම සඳහා. මහා වාසිදායකය මෙම ක්‍රමය අඩු බලශක්ති පරිභෝජනයෙන් සහ බැහැර කිරීමට අවශ්‍ය අපද්රව්ය කුඩා ප්‍රමාණයකින් සංලක්ෂිත වේ. අඩුපාඩුව මෙම ප්‍රතිචක්‍රීකරණ ක්‍රමයට ලැබෙන නිෂ්පාදන අපවිත්‍ර වීම වළක්වා ගැනීම සඳහා බැටරි ප්‍රවේශමෙන් වර්ග කිරීම අවශ්‍ය වේ.
තාප සැකසුම් සුදුසු මෝස්තරයේ උඳුන තුල සෛල වෙඩි තැබීමෙන් සමන්විත වේ. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ඒවායේ ඔක්සයිඩ උණු කොට ලබා ගනී (වානේ මෝල් සඳහා අමුද්රව්ය). හිරු උදාව ක්‍රමය සමන්විත වන්නේ වර්ග නොකළ බැටරි භාවිතා කිරීමේ හැකියාවෙනි, අඩුපාඩුව සහ - බලශක්ති පරිභෝජනය සහ හානිකර දහන නිෂ්පාදන උත්පාදනය කිරීම.
හැර ප්රතිචක්රීකරණය කළ හැකි සෛල ඒවායේ සංඝටක පරිසරයට ඇතුල් වීමට එරෙහිව මූලික ආරක්ෂාවකින් පසු ගොඩබිම්වල ගබඩා කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, මෙය අර්ධ මිනුමක් පමණක් වන අතර, මෙම වර්ගයේ අපද්රව්ය හා බොහෝ වටිනා අමුද්රව්යවල අපද්රව්ය සමඟ කටයුතු කිරීමට අවශ්යතාවය කල් දැමීමයි.
අපගේ නිවසේ රසායනාගාරයේ ඇති පෝෂ්‍ය පදාර්ථ සමහරක් යථා තත්ත්වයට පත් කළ හැකිය. මේවා සම්භාව්‍ය Leclanche මූලද්රව්යවල සංරචක වේ - මූලද්රව්යය වටා ඇති කෝප්ප වලින් ඉහළ සංශුද්ධතාවය සින්ක් සහ ග්රැෆයිට් ඉලෙක්ට්රෝඩ. විකල්පයක් ලෙස, අපට මිශ්‍රණය තුළ ඇති මිශ්‍රණයෙන් මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් වෙන් කළ හැකිය - එය ජලය සමග තම්බා (ද්‍රාව්‍ය අපද්රව්ය ඉවත් කිරීමට, ප්රධාන වශයෙන් ඇමෝනියම් ක්ලෝරයිඩ්) සහ පෙරීම. MnO සම්බන්ධ බොහෝ ප්‍රතික්‍රියා සඳහා ද්‍රාව්‍ය අපද්රව්ය (ගල් අඟුරු දූවිලි වලින් දූෂිත වූ) සුදුසු වේ.2.
නමුත් ගෘහස්ත උපකරණ සවිබල ගැන්වීම සඳහා භාවිතා කරන මූලද්රව්ය පමණක් ප්රතිචක්රීකරණය කළ නොහැකිය. පැරණි කාර් බැටරි ද අමුද්රව්ය ප්‍රභවයකි. ඒවායින් ඊයම් නිස්සාරණය කරනු ලබන අතර, එය නව උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කරනු ලබන අතර, නඩු සහ ඒවා පුරවන ඉලෙක්ට්රෝලය බැහැර කරනු ලැබේ.
විෂ සහිත බැර ලෝහ සහ සල්ෆියුරික් අම්ල ද්‍රාවණයෙන් සිදු විය හැකි පාරිසරික හානිය කිසිවකුට මතක් කර දිය යුතු නැත. අපගේ වේගයෙන් වර්ධනය වන තාක්ෂණික ශිෂ්ටාචාරය සඳහා, සෛල හා බැටරි ආදර්ශය ආදර්ශයකි. වැඩිවන ගැටළුවක් වන්නේ නිෂ්පාදනයේ නිෂ්පාදනය නොව, භාවිතයෙන් පසු එය බැහැර කිරීමයි. "තරුණ කාර්මිකයා" සඟරාවේ පාඨකයින් ඔවුන්ගේ ආදර්ශයෙන් ප්රතිචක්රීකරණය කිරීමට අන් අයව පොළඹවනු ඇතැයි මම බලාපොරොත්තු වෙමි.
අත්හදා බැලීම 1 - ලිතියම් බැටරි
ලිතියම් සෛල ඒවා ගණක යන්ත්‍රවල සහ පරිගණක මවු පුවරු වල BIOS වෙත බලය පවත්වා ගැනීමට භාවිතා කරයි (රූපය 4). ඒවායේ ලෝහ ලිතියම් පවතින බව අපි තහවුරු කරමු.
සහල්. 4. පරිගණක මවු පුවරුවක BIOS වෙත බලය පවත්වා ගැනීමට භාවිතා කරන ලිතියම්-මැන්ගනීස් සෛලයකි.
මූලද්රව්යය විසුරුවා හැරීමෙන් පසු (උදාහරණයක් ලෙස, පොදු වර්ගය CR2032), ව්යුහයේ විස්තර අපට දැකිය හැකිය (රූපය 5): මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් MnO කළු සම්පීඩිත ස්ථරය2, කාබනික ඉලෙක්ට්රෝලය ද්රාවණයකින් කාවද්දන ලද සිදුරු සහිත බෙදුම්කරු ඉලෙක්ට්රෝඩයක්, ප්ලාස්ටික් වළල්ලක් පරිවරණය කිරීම සහ ලෝහ කොටස් දෙකක් නිවාසයක් සාදයි.
සහල්. 5. ලිතියම්-මැංගනීස් සෛලයක සංරචක: 1. ලිතියම් ලෝහ තට්ටුවක් සහිත සිරුරේ පහළ කොටස (සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩය). 2. කාබනික ඉලෙක්ට්රෝලය ද්රාවණයකින් කාවද්දන ලද බෙදුම්කරු. 3. මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් (ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩය) පීඩන ස්ථරය. 4. ප්ලාස්ටික් වළල්ල (ඉලෙක්ට්රෝඩ පරිවාරක). 5. ඉහළ නිවාස (ධන ඉලෙක්ට්රෝඩ පර්යන්තය).
කුඩා එක (සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩය) ලිතියම් තට්ටුවකින් ආවරණය වී ඇති අතර එය ඉක්මනින් වාතයේ අඳුරු වේ. මූලද්රව්යය ගිනි පරීක්ෂාවකින් හඳුනා ගැනේ. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, යකඩ කම්බියේ කෙළවරේ මෘදු ලෝහයක් ගෙන දාහක දැල්ලට නියැදිය ඇතුල් කරන්න - කාර්මයින් වර්ණය ලිතියම් පවතින බව පෙන්නුම් කරයි (රූපය 6). අපි ලෝහ අපද්රව්ය ජලයේ දියකර බැහැර කරමු.
සහල්. 6. දාහක දැල්ලක ලිතියම් සාම්පලයක්.
ලිතියම් තට්ටුවක් සහිත ලෝහ ඉලෙක්ට්රෝඩයක් බීකරයක තබා සෙ.මී3 ජලය. හයිඩ්‍රජන් වායුව මුදා හැරීමත් සමඟ යාත්‍රාව තුළ ප්‍රචණ්ඩ ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු වේ:
ලිතියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ප්‍රබල පදනමක් වන අතර අපට එය දර්ශක කඩදාසි සමඟ පහසුවෙන් පරීක්ෂා කළ හැකිය.
අත්දැකීම් 2 - ක්ෂාරීය බන්ධනය
ඉවත දැමිය හැකි ක්ෂාරීය මූලද්රව්යයක් කපා දමන්න, උදාහරණයක් ලෙස, LR6 ("ඇඟිලි", AA) ටයිප් කරන්න. ලෝහ කෝප්පය විවෘත කිරීමෙන් පසු අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය දෘශ්‍යමාන වේ (රූපය 7): ඇතුළත සැහැල්ලු ස්කන්ධයක් ඇනෝඩයක් (පොටෑසියම් හෝ සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් සහ සින්ක් දූවිලි) සාදන අතර එය වටා මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් MnO අඳුරු තට්ටුවක් ඇත.2 ග්රැෆයිට් දූවිලි (සෛල කැතෝඩ) සමඟ.
සහල්. 7. ක්ෂාරීය සෛලයක ඇනෝඩ ස්කන්ධයේ ක්ෂාරීය ප්රතික්රියාව. දෘශ්‍ය සෛලීය ව්‍යුහය: සැහැල්ලු ඇනෝඩ සාදන ස්කන්ධය (KOH + සින්ක් දූවිලි) සහ කැතෝඩයක් ලෙස මිනිරන් දූවිලි සහිත අඳුරු මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ්.
ඉලෙක්ට්රෝඩ කඩදාසි ප්රාචීරය මගින් එකිනෙකින් වෙන් කරනු ලැබේ. පරීක්ෂණ තීරුවට සැහැල්ලු ද්රව්ය කුඩා ප්රමාණයක් යොදන්න සහ ජල බිංදුවකින් එය තෙත් කරන්න. නිල් පැහැයෙන් දැක්වෙන්නේ ඇනෝඩ පේස්ට් වල ක්ෂාරීය ප්‍රතික්‍රියාවයි. භාවිතා කරන හයිඩ්රොක්සයිඩ් වර්ගය ගිනි පරීක්ෂාවකින් වඩාත් හොඳින් තහවුරු වේ. පොපි ඇට කිහිපයක ප්‍රමාණයේ සාම්පලයක් ජලයේ පොඟවා යකඩ කම්බියකට අලවා දාහක දැල්ලක තබයි.
කහ පැහැයෙන් නිෂ්පාදකයා විසින් සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් භාවිතය ද, රෝස-දම් පැහැයෙන් පොටෑසියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ද පෙන්නුම් කරයි. සෝඩියම් සංයෝග සෑම ද්‍රව්‍යයක්ම පාහේ අපවිත්‍ර කරන බැවින් සහ මෙම මූලද්රව්ය සඳහා වන ගිනි පරීක්ෂාව අතිශයින් සංවේදී බැවින්, දැල්ලෙහි කහ පැහැය පොටෑසියම් වර්ණාවලි රේඛා ආවරණය කළ හැකිය. විසඳුම වන්නේ නිල්-වයලට් ෆිල්ටරයක් හරහා දැල්ල දෙස බැලීමයි, එය කොබෝල්ට් වීදුරුවක් හෝ නළයේ ඇති ඩයි ද්‍රාවණයක් විය හැකිය (තුවාලයේ ඇති විෂබීජ නාශක, පියොක්ටේන් හි ඇති ඉන්ඩිගෝ හෝ මෙතිල් වයලට්). ෆිල්ටරය කහ පැහැය අවශෝෂණය කරයි, සාම්පලයේ පොටෑසියම් ඇති බව තහවුරු කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි.
තනතුරු කේත
සෛල වර්ග හඳුනාගැනීම පහසු කිරීම සඳහා, විශේෂ අක්ෂරාංක කේතයක් හඳුන්වා දී ඇත. අපගේ නිවෙස්වල වඩාත් පොදු වර්ග සඳහා, එය පෙනෙන්නේ: අංක-අකුරු-අකුරු-අංකය, එහිදී:
- පළමු ඉලක්කම් සෛල සංඛ්යාව; තනි සෛල සඳහා නොසලකා හැර ඇත.
- පළමු අකුර සෛල වර්ගය දක්වයි. නොමැති විට, එය Leclanche සින්ක්-මිනිරන් සෛල වේ (ඇනෝඩය: සින්ක්, ඉලෙක්ට්රෝලය: ඇමෝනියම් ක්ලෝරයිඩ්, NH4Cl, සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ZnCl2, කැතෝඩ: මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් MnO2) අනෙකුත් සෛල වර්ග පහත පරිදි ලේබල් කර ඇත (පොටෑසියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් වෙනුවට මිල අඩු සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ද භාවිතා වේ):
A, P - සින්ක්-වායු මූලද්රව්ය (ඇනෝඩය: සින්ක්, වායුගෝලීය ඔක්සිජන් ග්රැෆයිට් කැතෝඩයක් මත අඩු වේ);
B, C, E, F, G - ලිතියම් සෛල (ඇනෝඩය: ලිතියම්, නමුත් බොහෝ ද්රව්ය කැතෝඩ සහ ඉලෙක්ට්රෝලය ලෙස භාවිතා වේ);
H - Ni-MH නිකල්-ලෝහ හයිඩ්‍රයිඩ් බැටරි (ලෝහ හයිඩ්‍රයිඩ්, KOH, NiOOH);
K - Ni-Cd නිකල්-කැඩ්මියම් බැටරි (කැඩ්මියම්, KOH, NiOOH);
L - ක්ෂාරීය මූලද්රව්යය (සින්ක්, KOH, MnO2);
M - රසදිය මූලද්රව්යය (සින්ක්, KOH; HgO), තවදුරටත් භාවිතා නොවේ;
S - රිදී මූලද්රව්යය (සින්ක්, KOH; Ag2පිළිබඳ);
Z - නිකල්-මැංගනීස් මූලද්රව්යය (සින්ක්, KOH, NiOOH, MnO2).
- පහත ලිපිය සබැඳියේ හැඩය දක්වයි:
F - ලැමිලර්;
R - සිලින්ඩරාකාර;
S - සෘජුකෝණාස්රාකාර;
P - සිලින්ඩරාකාර හැර වෙනත් හැඩයන් සහිත සෛලවල වත්මන් නම් කිරීම.
- අවසාන රූපය හෝ සංඛ්‍යා මගින් යොමුවේ ප්‍රමාණය පෙන්නුම් කරයි (නාමාවලි අගයන් හෝ සෘජුවම ලබා දෙන මානයන්).
සලකුණු කිරීමේ උදාහරණ:
R03
- කුඩා ඇඟිල්ලක ප්‍රමාණයේ සින්ක්-මිනිරන් සෛලයකි. තවත් තනතුරක් AAA හෝ ක්ෂුද්ර වේ.
LR6 - ඇඟිල්ලක ප්‍රමාණයේ ක්ෂාරීය සෛලයකි. තවත් තනතුරක් AA හෝ minion වේ.
HR14 – Ni-MH බැටරිය, ප්‍රමාණය සඳහා C අකුර ද භාවිතා වේ.
කේආර් 20 – Ni-Cd බැටරිය, එහි ප්‍රමාණය D අකුරින් ද සලකුණු කර ඇත.
3LR12 - ක්ෂාරීය සෛල තුනකින් සමන්විත 4,5 V වෝල්ටීයතාවයක් සහිත පැතලි බැටරියක්.
6F22 - 9V බැටරි; තනි පුද්ගල තල සින්ක්-මිනිරන් සෛල හයක් සෘජුකෝණාස්රාකාර නඩුවක කොටා ඇත.
CR2032 - ලිතියම්-මැන්ගනීස් සෛල (ලිතියම්, කාබනික ඉලෙක්ට්රෝලය, MnO2) විෂ්කම්භය 20 mm සහ ඝණකම 3,2 mm.
