Появление роботизированных систем по сортировке отходов стало благом для сферы утилизации, но одновременно с этим вычеркнуло из списка перерабатываемых вещей пластик чёрного цвета. Оптические системы банально не способны распознавать его на конвейере. Но даже если бы они смогли с этим справиться, остаётся вопрос непосредственно переработки, чему мешает особый химический состав чёрного пластика. Обойти проблему смогли учёные из США.

Измельчённый чёрный полистирол в пробирке под сфокусированными лучами солнца. Источник изображения: Hanning Jiang

Пластик чёрного цвета, например, в виде крышечек на одноразовых стаканчиках для кофе или пищевых контейнеров должен быть одновременно прочным при непосредственном использовании и подлежащим последующей переработке. Его разложение, как правило, происходит в бескислородной камере при нагреве до 300 °C, что не может считаться энергоэффективным в большом масштабе. Использование же иных красителей или присадок, которые помогли бы чёрному пластику распадаться при более мягких условиях, не подходит для изготовления упаковки длительного хранения.

Исследователи из США предложили окрашивать полистирол добавками из технического углерода. В некотором приближении — это сажа, но получаемая в пределах строгих технических условий. При освещении ярким солнечным и даже под искусственным светом технический углерод в составе полистирола начинает участвовать в реакции фототермической конверсии. Он поглощает фотоны и преобразует их в тепло, помогая пластику распадаться — переводя связанные с ним молекулы полистирола в жидкие стиролы. Жидкие растворы можно использовать повторно для изготовления пластиковых изделий.

В серии опытов учёные показали, что добавки из технического углерода помогают превратить под ярким освещением в стиролы до 53 % чёрного полистирола. В случае сфокусированного солнечного света степень разложения достигает 80 %. Если чёрный полистирол на основе технического углерода смешать с отходами полистирола других цветов, то в совокупности в стиролы превращается до 67 % утилизируемого сырья.

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.

Американская компания Solarcycle объявила о строительстве в США своего третьего завода по переработке старых солнечных панелей. Предприятие в Седартауне, штат Джорджия, станет крупнейшим центром по утилизации панелей, начав работу в середине 2025 года с переработки 2 млн панелей в год. Повторному использованию будет подлежать 99 % материалов. В 2030 году завод будет ежегодно утилизировать до 10 млн панелей или четверть выведенных из оборота в США.

Источник изображения: UNSW

Если планы исполнятся, США не будет грозить участь превратиться в свалку отработавших солнечных панелей, что сегодня происходит в Австралии и к концу десятилетия грозит Германии. Конкретно Solarcycle сотрудничает с 70 компаниями по производству солнечной энергии и готова перерабатывать как односторонние солнечные панели, так и двухсторонние, что многим её коллегам по бизнесу пока не по силам.

Внедрённые на предприятиях Solarcycle техпроцессы позволяют извлекать при переработке старых панелей порядка 99 % сырья. Очевидно, что больше всего в отходы пойдёт кремниевого сырья, которое, фактически, и есть солнечные панели. Для повторного использования кристаллического кремниевого стекла Solarcycle рядом с заводом по переработке панелей построит завод по выпуску заготовок для новых солнечных панелей из кремниевого стекла.

У компании уже есть заводы по переработке солнечных панелей в городах Одесса (Техас) и Меса (Аризона). Но завод в Седартауне станет крупнейшим предприятием в США такого рода. Когда заводской комплекс в Седартауне из двух заводов начнёт работать на полную мощность, для его обслуживания наймут 1250 человек.

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».

Потребность в литии на Земле настолько велика, что вскоре это может стать проблемой глобального масштаба. Его ресурсы на планете крайне ограничены, тогда как спрос на это базовое сырьё для производства аккумуляторов постоянно растёт. Одним из решений проблемы дефицита лития может стать его извлечение из отработанных аккумуляторов. Однако пока это крайне затратный, грязный и очень длительный процесс. Но его можно ускорить, утверждают учёные.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Исследователи из Университета Райса работали над созданием «зелёной» технологии извлечения лития из бывших в употреблении батарей. Они начали с того, что позаимствовали рецепт растворителя из области «зелёной» химии. Химики, как и все остальные озабоченные экологией учёные, искали для реакций с растворителями что-то более безопасное для окружающей среды. Такой находкой стали открытые в начале 2000-х годов глубокие эвтектические растворители (ГЭР или DES, по-английски). Это экологически чистые жидкости, которые оказались способны осаждать литий и другие металлы из раствора.

«Скорость [традиционного] восстановления очень низкая, потому что литий обычно выпадает в осадок последним после всех других металлов, поэтому нашей целью было выяснить, как мы можем воздействовать конкретно на литий, — пояснила Сальма Алхашим (Salma Alhashim), которая является одним из ведущих авторов исследования. — Здесь мы использовали DES, представляющий собой смесь хлорида холина и этиленгликоля, зная из нашей предыдущей работы, что во время выщелачивания в этом DES литий оказывается в окружении хлорид-ионов из хлорида холина и выщелачивается в раствор».

Но это было лишь частичным решением проблемы ускоренного восстановления лития из раствора. В целом было известно о таком свойстве хлорида холина, как усиленное поглощение этим соединением микроволнового излучения. И это стало отличным катализатором процесса! Исследователи смогли выделить литий почти в 100 раз быстрее, чем в традиционной масляной ванне. Фактически, им потребовалось всего 15 минут, чтобы восстановить 87 % лития — процесс, который занял бы 12 часов при использовании масляной ванны.

«Это позволило нам избирательно выщелачивать литий по сравнению с другими металлами, — рассказала Сохини Бхаттачарья (Sohini Bhattacharyya ), другой ведущий автор работы. — Использование микроволнового излучения для этого процесса сродни тому, как кухонная микроволновая печь быстро разогревает пищу. Энергия передается непосредственно молекулам, благодаря чему реакция протекает намного быстрее, чем при обычных методах нагрева».

Поскольку химические составы DES-растворителей меняются достаточно гибко, их можно настраивать на извлечение других элементов из растворов, например, кобальта или никеля. Процесс оказывается настолько чистым и быстрым, что это может многое изменить в будущих цепочках поставок и утилизации литийсодержащих аккумуляторов.

Согласно статистике, из электронных отходов в Европе извлекается менее 1 % содержащихся в них редкоземельных элементов. Это делает регион крайне зависимым от поставок стратегического сырья из Китая, которое могло бы с выгодой извлекаться из электронного мусора на месте. Учёные из Швейцарии сделали шаг в этом направлении, создав технологию быстрого и недорого извлечения редкоземельных элементов из техники, вышедшей из употребления.

Источник изображения: ETH Zurich

Коллектив химиков из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) поставил перед собой цель выгодно извлекать редкоземельные элементы именно из мусора, хотя технически эти же реакции можно использовать для получения ценного сырья из руды. Редкоземельные элементы химически связаны с другими веществами как в изделиях, так и в руде, но переработка электронных отходов стоит на ступеньку выше в экологических приоритетах и поэтому важнее других инициатив.

Отправной точкой для исследования стало изучение тетратиометаллатов — неорганических молекул, содержащих четыре атома серы вокруг вольфрама или молибдена. Эти молекулы связывают металлы в природных ферментах и даже используются для противораковой терапии и при нарушениях обмена меди в организмах людей. Аналогичным образом тетратиометаллаты можно было бы приспособить для связывания редкоземельных элементов в составных растворах.

Свою работу с тетратиометаллатами учёные начали с извлечения европия из слоя люминофора ламп дневного света. Последние годы Швейцария избавляется от ламп дневного света, включая энергосберегающие, отправляя их на свалки за пределами страны. Вместе с лампами уходит потенциально ценное сырьё, которое также пропадает на свалках. В процессе экспериментов учёные разработали технологию выгодного извлечения европия из люминофора ламп.

Более того, предложенное решение помогло извлекать из лома в 50 раз больше европия, чем в случае предыдущих альтернативных техпроцессов. На волне успеха группа учёных создала стартап REEcover для коммерциализации технологии извлечения редкоземельных элементов из отходов электроники и обещает таким же образом извлекать из мусора другие редкие химические вещества, в которых Европа так нуждается.

Немецкая компания Voodin Blade Technology запустила процесс опытного производства лопастей ветрогенераторов из клеёного бруса. Такие лопасти могут полностью перерабатываться в отличие от современных лопастей из стеклоткани, эпоксидной смолы и углепластика. Лопасти производятся на станках с ЧПУ и по ряду характеристик обещают оказаться лучше синтетических.

Источник изображений: Voodin Blade Technology

Оборудование современных ветроэлектростанций перерабатываются на 85–90 %. Что совершенно не подлежит переработке — это лопасти, произведённые из углепластика, стеклоткани и эпоксидной смолы. Сегодня их свозят на свалки либо закапывают в землю. Со временем эта практика приведёт к проблемам с экологией. Переработка в данном случае очень и очень дорогая, поскольку требует массы химических реактивов, воды и энергии для растворения эпоксидной смолы и последующего изъятия материалов.

Молодая немецкая компания Voodin Blade Technology предлагает разом отказаться от практики использования синтетики при изготовлении лопастей для ветряных турбин. Для доказательства этой концепции они разработали техпроцесс и с его помощью изготовили 9,3-м деревянные лопасти из клеёного бруса. Затем лопасти установили на действующую ветряную турбину в Бреуне, недалеко от города Кассель в Германии.

Одним из преимуществ изготовления лопастей на станках с ЧПУ в компании называют возможность производства лопастей любой формы без необходимости создавать пресс-формы. Лопасти можно производить на месте, где создаётся ветроэлектростанция, снижая воздействие на экологию производства и транспортировки.

Более того, компания утверждает, что клеёный брус более долговечен, чем композитные материалы, которые обычно используют для изготовления лопастей турбин. В частности, соучредитель компании Хорхе Кастильо (Jorge Castillo ) сказал: «За последние два года мы провели сотни лабораторных испытаний, чтобы усовершенствовать материал лопастей. Согласно всем нашим тестам, наши лопасти даже более долговечны, чем существующие лопасти из стеклопластика, поскольку они обладают меньшими усталостными характеристиками и, как доказано, отлично переносят любые погодные условия на суше».

В дополнение к испытаниям прототипа турбины с деревянными лопастями, компания Voodin в настоящее время разрабатывает новые прототипы с лопастями большего размера — 60-м и 80-м.

В новом отчете Международного энергетического агентства по программе PVPS (фотоэлектрические системы) сказано, что в Германии первостепенное значение приобретает практика сбора и переработки списанных солнечных панелей. Страна первой начала активно использовать солнечные панели и первой столкнётся с необходимостью их массовой утилизации. К 2030 году объём отходов солнечной энергетики достигнет 1 млн т и это вызов для Германии.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Германия входит в пятёрку ведущих стран по установленной мощности фотоэлектрических систем вместе с Китаем, США, Японией и Индией. Согласно оценке Института систем солнечной энергетики Фраунгофера (ISE), к концу 2020 года в Германии было установлено солнечных панелей общей мощностью около 67 ГВт. Кроме того, с обновлением в 2023 году Закона Германии о возобновляемых источниках энергии целевые показатели расширения производства фотоэлектрических систем были значительно увеличены до совокупной установленной мощности фотоэлектрических систем 215 ГВт в 2030 году и 400 ГВт в 2040 году.

На фоне проблем Австралии с ежегодным объёмом списанных солнечных панелей к 2030 году на уровне 100 тыс. т в год (эквивалент 1,2 ГВт), объёмы Германии на порядок выше. Другое дело, что в этой европейской стране традиционно чуть больше порядка и заводы по переработке списанных солнечных панелей худо-бедно работают. Но этого недостаточно, заявляют в МЭА. Причём нужно не только больше перерабатывающих мощностей (намного больше!), но также большая прозрачность в сборе и управлении отходами и специальное обучение персонала.

Например, сегодня нередка практика, когда списанные солнечные панели свозились на «неподходящие» объекты первичной обработки. Так, на предприятия для переработки солнечных панелей из кремния свозились панели на основе другого сырья. Также, по словам специалистов, система сбора отходов солнечной энергетики «очень сложная». Всё вместе приводит к перерасходу административных ресурсов.

МЭА признаёт, что Германия предприняла шаги для обеспечения надлежащего сбора и вторичной переработки фотоэлектрических модулей, но отмечает необходимость улучшения всего процесса переработки, особенно в части прозрачности объёма отходов фотоэлектрических модулей, процесса возврата и сбора, а также утилизации модулей.

Дело в том, что объёмы собранных и переработанных отходов фотоэлектрических модулей, указанные в официальной статистике, меньше объёма отходов, что приводит к предположению, что значительное количества списанных панелей утилизируется «альтернативными путями», минуя системы переработки. Поэтому важно улучшить отслеживание списанных панелей по всей цепочке предприятий, что можно было бы сделать с помощью разного рода стимулов. Например, обеспечив доставку списанных модулей в пункты сортировки без дополнительных сборов.

В целом, Германия сможет справиться с кризисом утилизации списанных солнечных панелей, если немедленно начнёт совершенствовать и расширять производства по переработке и извлечению ценных составляющих из панелей. Полностью 50-страничный отчёт доступен по ссылке.

Исследователи из Австралийского центра передовой фотовольтаики (ACAP) при Университете Нового Южного Уэльса (UNSW) бьют тревогу. Свежий анализ ситуации с растущим числом отходов от солнечных электростанций грозит скорой катастрофой. Ситуацию может исправить быстрейшее создание сети перерабатывающих заводов в крупнейших городах континента, но пока на это нет денег и воли властей.

Источник изображения: UNSW

Обновлённый прогноз до конца десятилетия показал, что к 2030 году количество отходов от солнечной энергетики достигнет 100 тыс. т в год, что эквивалентно списанию в утиль 1,2 ГВт панелей в год. Ранее прогнозировалось, что проблема начнёт ощутимо расти после 2030 года, что давало время на раскачку. Больше этого запаса нет. Вопрос создания перерабатывающих центров учёные считают первоочередным и безотлагательным. К 2035 году, как следует из нового анализа, ежегодно будет выбрасываться не менее 1 млн т списанных солнечных панелей.

«По прогнозам, более 80 % выведенных к 2030 году из эксплуатации солнечных панелей будут поступать от небольших распределенных фотоэлектрических систем, что связано с более ранней эволюцией австралийского рынка фотоэлектрических систем для жилых помещений», — уточняют эксперты. По прогнозам, около 892 тыс. т солнечных отходов поступят от систем на крышах, а 265 тыс. т — от крупномасштабных солнечных ферм.

«В ближайшие 12 лет нам нужна чётко определенная структура управления, доступные методы сбора данных и новые технологии, чтобы превратить проблему использования солнечных панелей с истёкшим сроком службы в устойчивые бизнес-возможности с положительными экономическими, экологическими и социальными результатами», — добавляют учёные и настоятельно рекомендуют, что уже к 2027 году в Сиднее, Мельбурне, Брисбене, Перте и Аделаиде должны быть созданы и запущены перерабатывающие предприятия.

Сегодня панели проще отвезти на свалку. Это обходится в $2 за панель, тогда как переработка каждой панели будет стоить до $20. Сегодня никто не хочет брать на себя такие расходы и это приведёт к тому, что стоимость списанных панелей к 2035 году превысит $1 млрд.

Параллельно вскрылся факт чудовищного мошенничества властей Австралии с квотами на выбросы парниковых газов. Власти обязались создать лесной массив на площади в 42 млн га, что больше площади Японии. Спутниковые снимки показали, что только 20 % территории можно считать полезными для заявленных целей, но это не мешало властям страны продать квоты на 27 млн т заинтересованным компаниям. Фактически они наживались на продаже несуществующих объёмов поглощения углекислого газа, и этот факт ещё предстоит осмыслить.

Свежий отчёт экспертов ООН показал, что скорость производства электронного мусора в пять раз больше, чем сообщается о его переработке. Это буквально ежегодно зарывает в землю миллиарды долларов США, попутно нанося вред экологии и здоровью граждан. Только 1 % спроса на редкие элементы удовлетворяется за счет вторичной переработки и эта статистика только ухудшается.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Согласно отчету МСЭ и ЮНИТАР, 62 млн т образовавшихся в 2022 году электронных отходов способны заполнить 1,55 млн 40-тонных грузовиков — этих машин хватит, чтобы бампер к бамперу опоясать Землю по экватору. Из этого объёма, что задокументировано, переработано всего 22,3 % электронного мусора. Как следствие, в землю и на свалку было отправлено ценных (не извлечённых) ресурсов на сумму $62 млрд, что также увеличило риски загрязнения природной среды.

Анализ показал, что количество электронных отходов во всём мире каждый год увеличивается на 2,6 млн т. Тем самым к 2030 году ежегодный объём производства отходов достигнет 82 млн т или на 33 % больше, чем в 2022 году. Всё это, вновь подчёркивают в ООН, несёт риск здоровью людей в виде токсичных веществ и соединений, которые могут повредить мозг человека и нервную систему в целом.

Более того, с учётом уже сложившейся практики по переработке эксперты заявляют, что без кардинальных изменений в этой сфере доля переработанного мусора будет снижаться. В частности, с 22,3 % в 2022 году до 20% в 2030. К этому приведут технологический прогресс, более высокое потребление, ограниченные возможности ремонта, более короткие жизненные циклы продукции, растущая «электронизация» общества, недостатки дизайна и неадекватная инфраструктура обращения с электронными отходами.

В отчёте отмечается, что если бы страны смогли довести уровень сбора и переработки электронных отходов до 60 % к 2030 году, выгоды, в том числе за счет минимизации рисков для здоровья человека, превысили бы затраты более чем на $38 млрд.

Кроме того, в отчёте сказано, что мир «остается потрясающе зависимым» от нескольких стран в отношении редкоземельных элементов, несмотря на их уникальные свойства, имеющие решающее значение для будущих технологий, включая производство возобновляемой энергии и электронную мобильность. Эксперты ООН призывают менять подходы к сбору и утилизации электронных отходов, включая поддержку ремонта и продление срока службы электроники. Полный 37-страничный отчёт доступен по ссылке.

Министерство торговли КНР с первого августа усилит контроль за экспортом из страны галлия и германия — химических элементов, необходимых для производства многих полупроводниковых компонентов. Являясь почти монополистом по этим минералам в мировом масштабе, Китай тем самым может ответить на санкции США. Американское военное ведомство уже начало в срочном порядке искать альтернативные каналы получения галлия.

Источник изображения: Micron Technology

Во-первых, ещё в первой половине месяца агентство DARPA объявило о поиске экономически обоснованных и при этом безопасных для окружающей среды методов отделения редкоземельных элементов, используемых отечественной промышленностью, от природных примесей. Как правило, существующие технологии отделения этих элементов от сопутствующих им веществ являются энергозатратными и подразумевают использование порой опасных для окружающей среды химикатов. Американское агентство приглашает учёных из смежных отраслей заняться поиском новых методов отделения редкоземельных элементов от примесей, которые можно было бы применять на территории страны с учётом местных весьма жёстких экологических норм.

Пока представители науки работают в этом направлении, как сообщает Bloomberg, военное ведомство США намеревается заключить до конца года первый контракт с американской или канадской компанией на добычу галлия из вторичного сырья. По мнению авторов инициативы, переработка вторсырья с целью извлечения галлия является наиболее быстрым способом получить доступ к необходимому национальной оборонной промышленности металлу. Первый специальный контракт в этой сфере должен быть заключён уже к 31 декабря этого года. Масштабы финансирования этой программы или перечень её потенциальных участников не уточняются.

По данным прошлогоднего отчёта, США более чем на 50 % зависят от импорта минералов по 47 позициям, из них Китай является либо единственным, либо крупнейшим поставщиком по 25 минералам, и галлий входит в последний список. Этот материал нужен оборонному комплексу США для производства радарных систем, помимо прочего. Добывать вторичный галлий можно из отходов обработки кремниевых пластин. Япония в подобном подходе добилась лидирующих позиций в мире, полагаясь в использовании галлия преимущественно на продукты вторичной переработки.

Министерство энергетики США выделяет $32 млн на проведение проектно-конструкторских работ по разработке установок для извлечения редкоземельных и редких элементов из каменного угля и его отходов. США импортирует свыше 80 % необходимых для экономики редкоземельных и редких элементов, тогда как запасы угля в стране колоссальные. Для властей было бы желательно сохранить угледобывающую отрасль и с толком использовать этот ископаемый ресурс.

Источник изображения: Pixabay

Уголь и отходы угольного производства содержат широкий спектр ценных редкоземельных элементов, которые могут быть преобразованы в компоненты для производства продуктов на основе чистых энергетических технологий. В настоящее время в США насчитывается более 250 млрд т запасов угля, более 4 млрд т отходов угольного производства и около 2 млрд т угольной золы на различных площадках по всей стране. Из этого богатства (или мусора, как принято считать сегодня) необходимо научиться извлекать свыше 50 % (по массе) редкоземельных элементов и редких минералов и материалов.

Причём целевая задача состоит в том, чтобы научиться извлекать редкоземельные элементы в чистом виде или в качестве двойных соединений (солей), тогда как извлечение редких минералов является вторичной и не обязательной целью. Чистота полученного концентрата должна составлять не менее 75 весовых процентов, хотя в идеале нужно добиться 98 весовых процентов или выше, с последующей переработкой в чистые или двойные соединения редкоземельных элементов с концентрацией 90 % по массе.

Министерство намерено финансировать два уровня установок: промежуточную и демонстрационную. Промежуточная установка должна вырабатывать от 30 до 100 т смешанных редкоземельных оксидов/солей в год, а демонстрационная — от 1 до 3 т аналогичной продукции в сутки. Проекты будут финансироваться лишь в том случае, если заявители обоснуют экономическую целесообразность использования представленных установок и гарантируют достойные условия труда для рабочих, инклюзивность и экологическую безопасность.

Некоммерческая организация GSM Association (GSMA) при поддержке нескольких операторов мобильной связи объявила о намереньях частично избавить человечество от старых мобильных телефонов, которые не используются и не отправляются в переработку, а лежат мёртвым грузом.

Источник изображения: gsma.com

В ассоциации подсчитали, что сейчас без дела по всей Земле лежат 5 млрд мобильных телефонов, в которых содержатся 50 тыс. т меди, 500 т серебра и 100 т золота, а кобальта в них хватит для производства аккумуляторов для 10 млн электромобилей. По мнению GSMA, держать такой груз техники очень расточительно, потому что добыча металлов и их очистка — энергоёмкий процесс, сопряжённый со значительными загрязнениями.

Для противодействия сложившейся ситуации поддержавшие GSMA мобильные операторы обязались к 2030 году обеспечить принятие двух ключевых мер: принимать на переработку не менее 20 % старых устройств от числа продаваемых; отправлять на переработку 100 % сдаваемых абонентами старых телефонов. Решить проблему полностью эти меры не помогут, но несколько облегчить положение вещей они способны. Среди поддержавших инициативу мобильных операторов значатся: BT Group, Globe Telecom, GO Malta, Iliad, KDDI, NOS, Orange, Proximus, Safaricom, Singtel, Tele2 и Telefonica. Ни один из них, к сожалению, не представлен на крупнейших рынках — в Китае, Индии, Индонезии и США.

В погоне за тонким и изящным дизайном ноутбуков производители перестали использовать съёмные аккумуляторы, которые пользователь мог бы заменить самостоятельно. Парламент Евросоюза счёл это неприемлемым для экологичной экономики и требует запретить ноутбуки с вклеенными намертво батареями. Планшетов и смартфонов это не коснётся. Возможно, пока.

Источник изображения: Pixabay

До вступления в силу новых правил они должны быть утверждены советом ЕС. Ожидается, что это произойдёт нынешним летом. Впрочем, новые правила будут обязательными для исполнения только через три с половиной года. После этого пользователи ноутбуков в Европе должны получить гарантированную возможность самостоятельно менять аккумуляторы во всех новых мобильных компьютерах.

Разработанное положение направлено на переработку вышедших из строя аккумуляторов и на повторное использование материалов, особенно тех, которые добываются в зонах конфликтов и социальной напряженности. Простота замены аккумуляторов в ноутбуках облегчит сбор и утилизацию большего объёма отработанных батарей и, следовательно, даст больший выход и повторное использование ценного сырья.

Данное требование не будет распространяться на смартфоны и планшеты. Законодатели дают производителям выбор либо разрешить простую замену аккумуляторов, либо поддерживать определённые требования по производительности и долговечности. Иными словами, батареи мобильных устройств могут обязать быть более ёмкими с поддержкой большего числа циклов зарядки. Также могут быть предусмотрены исключения для устройств, защищённых от попадания влаги внутрь.

Кроме того, европейские парламентарии установили целевые показатели по сбору отработанных батарей. Так, с конца 2023 года должно собираться 45 % из выпущенных портативных батарей, затем 63 % к 2027 году и 73 % к 2030 году. Для батарей для «лёгкого транспорта» (самокатов и велосипедов) эта доля должна составить 51 % к 2028 году и 61 % к 2030 году. Для примера, в 2019 году, как сообщают источники, в ЕС было собрано для переработки 47 % проданных в Европе портативных батарей и аккумуляторов.

Также были согласованы определенные минимальные количества восстановленных материалов, которые обязательно должны использоваться при производстве новых батарей. Но это положение вступит в силу только через 8 лет. Это очевидным образом поможет смягчить дефицит ресурсов, если взрывной спрос на аккумуляторы продолжит свой рост, а он прогнозируется немаленький — в 14 раз к 2030 году.

Другие пункты новых правил включают «обязательное декларирование и маркировку углеродного следа для тяговых батарей, батарей для лёгкого транспорта, такого как электрические скутеры и велосипеды, и перезаряжаемых промышленных батарей ёмкостью более 2 кВт·ч» а также предусматривают «цифровой паспорт батареи» для этих продуктов. Более подробную информацию можно найти в обновленной Директиве о батареях.

Сегодня пластиковые отходы можно обнаружить во всех уголках Земли, где обитает человек. Это трудно перерабатываемый материал, который будет находиться в природе многие годы. Так называемое «Большое мусорное пятно» в Тихом океане даже начало формировать свою собственную биосферу с обильным заселением прибрежными видами морских организмов. И вот, учёные из Австралии обнаружили два вида почвенных грибков, которые оказались способны разрушать пластик.

Грибок в лаборатории. Источник изображения: Amira Samat & University of Sydney

Исследователи из Сиднейского университета на опыте подтвердили способность естественных грибков Aspergillus terreus и Engyodontium album разрушать полипропилен — вид пластика, который тяжело поддаётся переработке. При этом на долю полипропилена приходится до 25 % пластиковых отходов. Это пищевые контейнеры, вешалки для одежды, скотч и многое другое. В промышленную переработку попадает не более 1 % произведённого полипропилена, что означает наличие колоссальных объёмов отходов этого материала.

В лаборатории быстро выяснилось, что грибки активнее разрушают полипропилен, если пластик предварительно обработать ультрафиолетовыми лучами и нагревом (альтернативой нагреву может быть реакция Фентона). В природе есть и УФ-лучи от Солнца и тепло, что станет помощью грибкам при переработке пластика в естественной среде.

Слева пластик до заселения грибками, справа — после 30 суток разложения. Источник изображения: University of Sydney

В чашке Петри за 30 дней в лаборатории обработанный таким образом пластик разложился грибками Aspergillus terreus и Engyodontium album примерно на 21 %. За 90 дней наблюдения пластик в чашке был переработан грибками на 25–27 %. Вишенкой на торте для исследования стало выделение разрушающих пластик микроорганизмов из морской воды, но уровень их активности в отношении пластика был намного меньше, чем у почвенных грибков. С этим ещё предстоит поработать.

В то же время учёные отмечают, что выявление микроорганизмов, утилизирующих пластик, это только половина проблемы. К пластиковым отходам надо изменить отношение как в обществе, так и среди производителей. Не мусорить и перерабатывать — только так можно решить проблему с пластиковым мусором, но это сделать ещё сложнее, чем найти полезный грибок.