ЖИЗНЬ В СТИЛЕ ЭКО НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ПОРТАЛ

Новости

12.12.2014

Можно ли создать экологичные аккумуляторные батареи?

Можно ли создать экологичные аккумуляторные батареи?
При сжигании батарей вместе с другими ТБО образование хлоридов металлов усиливается из-за присутствия в ТБО многих других хлорсодержащих материалов
Опасными бытовыми отходами считаются отходы, которые потенциально могут увеличить опасные свойства муниципальных отходов при захоронении, сжигании и компостировании. Эксперты Европейской комиссии выделяют 14 типов веществ, которые представляют наибольшую опасность для здоровья человека и окружающей среды, а при попадании в общий объем ТБО передают неопасным отходам часть своих опасных свойств. Это мышьяк, свинец, кадмий, хром, медь, никель, ртуть, цинк, полихрорированные дифенилы, бензол, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод, цианид натрия. Половина из этих веществ может содержаться в химических источниках тока.
 
Благодаря принятым в Европейском Союзе директивам (2011/65/ЕС Об ограничении содержания вредных веществ, 2006/66/ЕС От аккумуляторных батареях и элементах питания и отработавших аккумуляторных батареях и элементах питания, 2008/98/ЕС Рамочная директива по отходам) содержание ртути, свинца и кадмия в батарейках в развитых странах значительно сократилось. 
 
Различные типы батареек и аккумуляторов различаются своими характеристиками, назначением и составом. В зависимости от состава они могут быть отнесены к опасным отходам по причине токсичности содержащихся внутри них металлов и способности к самовзрыванию. Согласно российской классификации такие отходы могут быть отнесены к 1-4 классам опасности. В России ежегодно на свалки отправляется около 15 000 тонн батареек, которые загрязняют тяжелыми металлами воздух, почву и воду.
 
Существует ряд исследований экологических проблем отработанных химических элементов питания. Захоронение на полигонах ТБО приводит к выщелачиванию — переводу в раствор компонентов твердого вещества. Это процесс, с помощью которого металлы добывают из руды, но в условиях свалки происходит увеличение содержания высокотоксичных тяжелых металлов в фильтрате полигона. В толще свалки происходит миграция тяжелых металлов — часть их попадает в окружающую среду, а часть накапливается в теле свалки. Результаты исследования выщелачивания металлов из марганцево-цинковых батарей посредством моделирования их захоронения в заполненной почвой колонне показали, что концентрация цинка в почве увеличилась в 70 раз, а марганца — в 11 раз. Электролит гидроксид калия (КОН) повысил уровень рН почвы. Повышение уровня рН способствовало удержанию металлов в поверхностном слое почвы, но было недостаточным для прекращения их миграции. На большинстве российских полигонов сбор фильтрата не осуществляется, поэтому тяжелые металлы гарантированно попадают в почву, поверхностные и грунтовые воды. В случае, если фильтрат собирается, то наличие в нем тяжелых металлов усложняет очистку и обезвреживание образующихся шлаков. Концентрация тяжелых металлов в фильтрате подавляет жизнедеятельность активного ила, что затрудняет биологическую очистку стоков.
 
 
При сжигании вместе с ТБО основная часть металлов (ртуть, кадмий, марганец, цинк) концентрируется в золе и шлаке и усложняет дальнейшую переработку. Часть будет присутствовать в отходящих газах, поэтому степень загрязнения воздуха будет зависеть от эффективности системы газоочистки. Поливинилхлоридные компоненты источников тока при сжигании становятся источником хлороводорода HCl, который связывается металлами и гидроксидом калия с образованием хлоридов. Металлы концентрируются в шлаке и в летучей золе в виде хлоридов и оксидов. Гидроксид калия частично нейтрализует образующиеся при сжигании кислые газы, но из-за коррозионной активности является одной из причин быстрого износа материалов печи. При сжигании батарей вместе с другими ТБО образование хлоридов металлов усиливается из-за присутствия в ТБО многих других хлорсодержащих материалов.
 
Загрязняя окружающую среду, тяжелые металлы неизбежно попадают в живые организмы и становятся причиной острых отравлений и хронических заболеваний, поскольку накапливаются в организме. Соединения кадмия и марганца поражают ЦНС, печень, почки и нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление может привести к анемии и разрушению костей. Никель вызывает экземы и заболевания легких. Кадмий, также как и никель, является канцерогенным веществом и может явиться причиной генетических отклонений.
 
Многие сегодня трудятся над проектами связанными со вторичной переработкой батареек, с извлечением из них  марганца, цинка, железа и графита. Но в сегодняшней российской действительности, большая часть отработавших элементов попадает не на переработку, а в лучшем случае на полигоны для захоронения опасных отходов, а в худшем на обычные городские свалки.
 
Поэтому единственный способ радикально повлиять на загрязнение окружающей среды вредными веществами из отработанных аккумуляторных батарей - это сократить их потребление до того уровня, когда количество отработанных элементов будет сопоставимо с количеством, которое реально переработать. Но не возможно повернуть время в спять и вернуться снова в пещерный век. Остается сделать аккумуляторные батареи более эффективными.
 
Проблемой эффективных и экологичных элементов питания в России занимается компания Drive Electro (НИИКЭУ).  Проект Energy8 запущен в 2012  году компанией Drive Electro (НИИКЭУ) и направлен на развитие литий-ионных технологий в складском электротранспорте. Батареи Energy8  на базе литий-железо-фосфатных аккумуляторов позволяют избавиться от ряда неудобств,  связанных с эксплуатацией классических свинцово-кислотных батарей. Деятельность компании  Drive Electro направлена на  разработку и создание электромобилей и гибридов. На протяжении всей деятельности Drive Electro ведет собственные разработки, производство и продажи сопутствующих систем и комплектующих для электротранспорта.
 
На основе инновационных разработок для электротранспорта проведенных НИИ комбинированных энергоустановок, была создана батарея для складского электротранспорта на основе литий ионных аккумуляторов, она позволяет минимизировать время простоев и более эффективно использовать складскую технику.
 
Преимущества разработанных литий-ионных аккумуляторов:
 
- полностью заряжаются за 1-2 часа;
 
- имеют увеличенный ресурс порядка 3000 циклов;
 
- могут подзаряжаться в любой  момент;
 
- не требуют снятия с техники  для зарядки и транспортировки  в специальное помещение, что  экономит 7-10% рабочего времени и  избавляет от простоев;
 
- герметичен, не выделяет вредных  веществ;
 
- обеспечивают до 30% экономии электроэнергии.
 
Компания производит замену штатных аккумуляторов, установленных производителем техники, на собственную разработку. Батареи применимы для любого типа складской техники от любого производителя.
 
Проект "Energy8"  стал финалистом конкурса Generation S-2014 и участвовал в форуме "Открытые инновации" в Москве. Мы связались с презентовавшим проект Евгением Титусом и задали ему несколько вопросов:
 
Евгений, здравствуйте, расскажите о экологической составляющей Вашего проекта?
 
Экологичность – одна их ключевых качеств нашего продукта. Мы внедрили на рынок складской техники герметичные батареи, которые не выделяют вредных веществ и подлежат утилизации после использования. Благодаря этому мы можем говорить о нулевом вреде для окружающей среды. 
 
Какими преимуществами с экологической точки зрения Energy8 обладает перед своими конкурентами?
 
В батареях используются безопасные компоненты, которые позволяют утилизировать батареи как обычную бытовую технику. Если сравнивать наши погрузчики с аналогичными машинами с двигателями внутреннего сгорания – преимущество бесспорно. Помимо того, что не выделяется вредных веществ, в них намного эффективнее расходуется энергия. Если же сравнивать со свинцово-кислотными и щелочными АКБ – при эксплуатации Energy8 не выделяет взрывоопасный газ. Повышение уровня безопасности – одно из ключевых преимущществ. Недавно наш вклад в развитие экологических технологий оценили и в Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации – мы стали лауреатом (1-е место) премии «Экологичное развитие - Evolution Awards 2014» как лучший производитель экологически эффективного оборудования.
 
Мы знаем, что Вы участовали в конкурсе Generation S-2014 и дошли до финала, что Вам дало участие в коучинг сессии?
 
Очень важна была для нас возможность посмотреть на свой проект с разных сторон, получить обратную связь от экспертов, посмотреть множество других интересных и вдохновляющих инновационных проектов. Это отличная площадка для обмена опытом. 
 
Что было самым интересным и самым сложным для Вас на Generation S?
 
Провести качественную презентацию. Нужно было продемонстрировать то социальное значение, которое имеет проект Energy8, прежде всего, в области экологии и энерогоэффективности, несмотря на то, что сфера его применения довольно узкая – складская техника.
 
Какие ближайшие планы у проекта Energy8?
 
Создавать новые еще более эффективные накопители, расширять ассортимент и  географию своих продаж. Совместно с нашими коллегами из Drive Electro мы работаем над внедрением наших накопителей в других сферах транспорта и машиностроения.
 
 
 
 
Новотека
Загружается, подождите...
  • Волшебное озеро с соленой водой на архипелаге Самоа Волшебное озеро с соленой водой на архипелаге Самоа
  • 10 10 "зеленых" лабиринтов мира, по которым мечтает прогуляться каждый
  • 10 оригинальных пешеходных мостов со всего мира 10 оригинальных пешеходных мостов со всего мира
  • Мини-садики, которые легко можно сделать собственными руками Мини-садики, которые легко можно сделать собственными руками
  • Как построить экожилье: технология строительства иглу
  • Жизнерадостные сорняки покоряют городское пространство
  • Гоночный электромобиль, установивший новый мировой рекорд скорости
Ошибка при вводе логина или пароля!