Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[LonelyWanderer]

А тут где-то говорилось, я уже не буду искать, что всю таблицу Менделеева, в т.ч. серебро и т.д. - проще простого добывать из океанской воды,

То что из морской воды можно извлечь любые элементы - миф. Список того, что оттуда хотя бы потенциально можно получить весьма ограничен. Более менее уверенно на самом деле (есть опыт промышленной добычи) вообще можно говорить только о соли (хлориде натрия), сульфатах (мирабилите) и магнии. Больше ничего в промышленных масштабах из морской воды никогда и никто не извлекал.

Т.е. мы пока принципиально недалеко отошли от наших предков-австралопитеков - они занимались собирательством, и мы занимаемся собирательством. Собиратели полезных ископаемых, но не производители. Продвинулись пока лишь в сельском хозяйстве.

[crazy_terraformer]

А если землян одолеет такое отчаяние, что после исчерпания серебрянных россыпей и месторождений на Земле и Луне(возможно на планетах земной группы, др.спутниках(прежде всего Ио) и астероидах Солнечной системы), они перейдут к его синтезу на мегаускорителях протонов, альфа частиц и тяжёлых ионов облучая мишени с использованием солнечной энергии на Луне(Меркурии) или на орбите Земли?
Можно ли будет говорить о количествах эквивалентных сегодняшней добыче серебра? Или КПД процессов будет невелико и столько не наработать, даже если собирать всю энергию Солнца? Вероятно для уменьшения потерь на синхротронное излучение ускорители должны быть линейными или их радиус должен максимально большим(экваториальный радиус Луны или Меркурия).
Примеры реакций.
⁵⁷₂₆Fe+⁵⁰₂₂Ti->¹⁰⁷₄₈Cd
¹⁰⁷₄₈Cd->β+ распад 6,5 ч ->^107m₄₇Ag+e⁺+ν_e
^107m₄₇Ag->изомерный переход 44,3сек->¹⁰⁷₄₇Ag+gamma
Содержание изотопов в природных железе - ⁵⁷Fe (2,119 %) и природном титане - ⁴⁹Ti (5,51 %) маловато.
Лучше брать - ⁵⁶Fe (91,754 %) и ⁴⁸Ti (73,45 %).
⁵⁶₂₆Fe+⁴⁸₂₂Ti->¹⁰⁴₄₈Cd
¹⁰⁴₄₈Cd->β+ распад 57,7мин->¹⁰⁴₄₇Ag+e⁺+ν_e
¹⁰⁴₄₇Ag->β+ распад 69,2 мин->¹⁰⁴₄₆Pd+e⁺+ν_e
¹⁰⁴₄₆Pd - стабилен.

¹⁰⁴₄₆Pd + ⁴₂He->¹⁰⁸₄₈Cd  практически стабилен, т.к. полагают, что он распадается в двойном β+ распаде до ¹⁰⁸Pd с периодом полураспада более 4,1×10¹⁷лет
¹⁰⁸₄₈Cd + ¹₁H->¹⁰⁹₄₉In
¹⁰⁹₄₉In->β+ распад 4,2 ч->¹⁰⁹₄₈Cd+e⁺+v_e
¹⁰⁹₄₈Cd->e^- захват 461,4 дня->¹⁰⁹₄₇Ag

[Lieut]

А по сути альтернатив не много. Хотя бы теоретически металлизацию внешней поверхности можно делать из серебра, золота, никеля, тантала, платиновых металлов (или многослойную, где нижний слой соприкасающийся с кремнием один из перечисленных). Всё список закончен.

Есть же архитектуры с алюминиевым или кальциевым электродом.

Опять же чтобы электромобиль был не просто игрушкой для очень богатых людей - литий должен быть сравнительно дешёвым. Грубо цену отсечения для этой области можно оценить как 100$ за 1 кг карбоната лития. Это кстати уже отличается от текущей цены меньше, чем на один порядок. Сейчас средняя цена 12$/кг, и тут не надо думать, что это очень далеко от обозначенных 100$. В 2003 цена была 1,6$/кг, и всего за 15 лет выросла почти на этот порядок. При этом мы всё ещё разрабатываем самые дешёвые месторождения (рапы богатых литием солёных озёр в основном). Ещё на порядок она может вырасти легко и довольно быстро, по мере выработки самой дешёвой части запасов (которая составляет лишь очень небольшую часть общих ресурсов).

Если лития для смартфоны и ноутбуки действительно хватит надолго, то на столько дешёвый литий, чтобы имело смысл делать электромобили, закончится очень быстро.   

Как раз у лития в автомобильных батареях процент рециклинга должен быть очень высоким. Он там содержится не в виде нанопленки, легко отделяется от всех других элементов. И, в отличии от аккумуляторов для телефонов/смартфонов, их никто просто так выбрасывать не будет, а сдавать за приличные деньги.

PS Приходилось видеть статью, что крупные добывающие компании не очень спешат вкладывать большие деньги развитие индустрии добычи лития. Все ожидают, что в ближайшее время очень даже могут прийти аккумуляторы на другой основе. Фуллеренов и другие.

[AlexAV]

Есть же архитектуры с алюминиевым или кальциевым электродом.

Алюминий допирует кремний по p-типу (является акцепторной примесью). Поэтому его можно использовать для металлизации только на одной поверхности (обычно используется на тыльной). Для второй нужен другой материал (который допирует по n-типу, или не оказывает влияния на кремний), иначе вообще ничего работать не будет. Одним алюминием обойтись не получается.

Кальций тоже сомнительно, хотя бы по той причине, что силициды кальция (их слой на границе кремний-кальций так или иначе будет образовываться) диэлектрики. Да и коррозии он подвергается очень легко.

Все ожидают, что в ближайшее время очень даже могут прийти аккумуляторы на другой основе. Фуллеренов и другие.

Пытались искать электродные материалы, пригодные для работы натрий-ионного элемента, но успехи в этом деле не очень велики. Ион натрия имеет большой объём в следствие чего в цикле заряда-разряда материалы сильно меняют объём и быстро деградирует. Пока эту проблему преодолеть не удаётся, причём непонятно возможно ли это в принципе.  Ёмкость, которую дают большинство перспективных материалов, также сильно меньше, чем для литий-ионных аккумуляторов, как и возможные скорости разряда/заряда, в силу меньших значений коэффициентов диффузии натрия. Литий в плане ионного радиуса (у магния близкий, но для него вообще кажется не найдено ни одного материала пригодного для электродов гипотетического магний-ионного элемента, т.е. способного его обратимо принимать и отдавать) и коэффициентов диффузии в кристаллических структурах - уникален.

А больше даже и кандидатов по сути нет.

Как раз у лития в автомобильных батареях процент рециклинга должен быть очень высоким.

Для другого аккумуляторного металла - свинца степень возврата не превышает 70%. Не думаю, что у лития будет сильно больше.

[Lieut]

Для другого аккумуляторного металла - свинца степень возврата не превышает 70%. Не думаю, что у лития будет сильно больше.

Я так понимаю, 30%  - это не потери при переработке, а процент недобросовестных людей, которые предпочитают выкинуть токсичный свинец на ближайшей свалке, а не отвести в пункт приема. Стоил бы свинец на порядок дороже и плати за старые аккумуляторы приличные деньги, таких бы стало на порядок меньше.

Для лития ситуация значительно проще, так как старые автомобильные аккумуляторы предлагается централизовано скупать (сейчас за них платят порядка 1000 уд.ед - есть смысл отвезти и сдать, а не просто выкинуть) для создания стационарных аккумуляторных станций. И уже после полной деградации там - централизовано на переработку.

Кальций тоже сомнительно... Да и коррозии он подвергается очень легко.

Значит нужно более качественное изолирующее светопрозрачное покрытие, не допускающее диффузию кислорода. Это технические проблемы, к непреодолимым не относятся.
Конечно, пока есть много относительно дешевого серебра с этим не заморачиваются и массово используют последний. Но это не значит что альтернатив нету.

[crazy_terraformer]

А топливные элементы вместо аккумуляторов нельзя использовать? Гордиев узел надо рубить, а не распутывать.
 
Какой-нибудь прогресс в изготовлении наноректенн и со снижением стоимости есть, или всё пока по старому? Как уже обсуждалось ранее начиная с 1-го поста по ссылке:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,66577.msg4110948.html#msg4110948

[Lieut]

А топливные элементы вместо аккумуляторов нельзя использовать? Гордиев узел надо рубить, а не распутывать.

Топливные элементы требуют некоторое количества платины. И при использовании в качестве окислителя атмосферный воздух проблему отравления катализатора сернистыми соединениями, насколько я помню, решить так и не удалось.

PS При теоретической добыче никеля в астероидах, в нем будет 0,01% примесь платины. Там ее кларк на порядок больше, чем в земной коре. При рафинировании никеля на Земле достаточно легко отделяется.

[crazy_terraformer]

Читал, что можно использовать ферменты вместо платины,тогда можно не повышать температуру для снижения чувствительности катализатора к сере и угарному газу.
http://www.ntpo.com/izobreteniya-rossiyskoy-federacii/elektroenergetika/himicheskie-istochniki-toka/17024-vodorod-kislorodnyj-toplivnyj-element-na-osnove-immobilizovannyh-fermentov.html

(кликните для показа/скрытия)

Водород-кислородный топливный элемент на основе иммобилизованных ферментов

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2229515

Имя изобретателя: 
Имя патентообладателя: Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова (RU)
Адрес для переписки: 119992, Москва, Ленинские Горы, Химический факультет Московского государственного Университета им. М.В. Ломоносова, патентный отдел, Е.Н. Зыковой
Дата начала действия патента: 2003.05.06
.....
.....
Известны системы, в которых продемонстрированы возможности использования ферментов как катализаторов в топливных элементах. Так, компания Powerzyme представила патент РСТ WO 02/086999 А1 (15.04.2002) для окисления С1 соединений с помощью дегидрогеназ и переносчиков электронов, обеспечивающих сопряжение ферментативных и электрохимических процессов A. Heller (US Pat 2002/0025469 A1 (28.02.2002) рассматривает биохимические топливные элементы с участием ферментов. При этом продемонстрирована возможность использования окислительно-восстановительных гидрогелей и полимеров для осуществления переноса электронов между электродом и активным центром фермента. В качестве топлива в обсуждаемом патенте рассматриваются возможности использования различных биологических жидкостей и создания топливных элементов, имплантируемых в растения, животных или человека.

Как тот, так и другой из представленных выше изобретенных топливных элементов с участием ферментов не рассматривают проблемы создания ферментативного водород-кислородного топливного элемента. Кроме того, в обоих изобретениях предусматривается использование медиаторов переноса электрода, обеспечивающих необходимый обмен электронов между электродом и активными центрами ферментов. Наше изобретение направлено на создание водород-кислородного топливного элемента и основано на принципиально другом подходе. Основой нашего изобретения является осуществление прямого электрического контакта между электродом и активным центром фермента. Изобретение основано на установленной авторами способности ферментов катализировать процессы переноса электронов между электронным проводником (электродом) и субстратом в растворе электролита при непосредственном контакте активного центра фермента с электронным проводником.

В основу изобретения положено использование ферментов, способных катализировать анодный (реакция 1) и катодный (реакция 2) процессы, взамен платины и прочих благородных металлов. Каждый из ферментов иммобилизуют (адсорбируют, химически закрепляют) на электронпроводящем материале, входя неотъемлемой составляющей частью в состав электрода. Анод, или водородный электрод, содержит в своем составе фермент - гидрогеназу, осуществляющую активацию и окисление молекулярного водорода. Катод, или кислородный электрод, содержит в своем составе оксидазу, осуществляющую активацию и восстановление молекулярного кислорода непосредственно до воды. Катод и анод разделены средой, не обладающей электронной проводимостью, но обеспечивающей перенос ионов. Ионный проводник (нафионовая мембрана, раствор электролита) предотвращает электронный контакт между анодом и катодом, а также ограничивает проникновение кислорода в анодную (водородную) область топливного элемента и наоборот.

Два различных фермента, локализованные на двух пространственно разделенных электродах, генерируют электрохимические потенциалы, равные или близкие по значению соответствующим равновесным потенциалам (реакции 1, 2), обеспечивая таким образом разность потенциалов между электродами топливного элемента.

На аноде под действием фермента Е1 (гидрогеназы) происходит следующая реакция:

где Е1 - активный центр фермента, E1H2 - комплекс фермента с молекулой водорода.

Необратимая стадия представляет собой перенос электронов из активного центра фермента на электрод с освобождением двух протонов в ионпроводящую среду и переносом двух электронов в электронпроводящий материал.

На катоде под действием фермента Е2 (оксидазы):
"); ");

где Е2 - активный центр второго фермента, Е2О2 - комплекс фермента с молекулой кислорода.

Вторая стадия также представляет собой перенос электронов из электронного проводника на активный центр фермента Е2 с восстановлением молекулы кислорода до гидроксильных ионов.

В ионпроводящей среде происходит образование воды как продукта окисления водорода кислородом:

В качестве преимуществ топливного элемента на основе ферментов можно выделить следующие:

(кликните для показа/скрытия)

1. Ферменты являются полностью возобновляемыми катализаторами, их производство способно обеспечить растущий спрос на топливные элементы.

2. Стоимость ферментов при их массовом производстве существенно падает до 10-15 рублей за грамм.

3. Ферментные электроды не отравляются примесями окиси углерода (СО) и сероводорода (Н2S), присутствующими в дешевых топливах.

4. Ферменты катализируют только присущие им реакции, неизбежное проникновение газов в противоположный отсек топливного элемента не приводит к уменьшению кпд преобразования энергии.

ВОДОРОДНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕКТРОД НА ОСНОВЕ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ФЕРМЕНТОВ

Для создания водородного топливного электрода можно использовать ферменты класса оксидоредуктаз, способные к активации и окислению молекулярного водорода. Ферменты этого типа получили тривиальное название гидрогеназы.

Нами продемонстрирована возможность использования гидрогеназ из различных источников для создания водородных топливных электродов. В качестве токопроводящего носителя для иммобилизации ферментов могут быть использованы различные инертные углеродные материалы: графит, сажа, углеродистые ткани. Для иммобилизации гидрогеназ исходно гидрофобная поверхность носителя может быть: (а) подвергнута гидрофилизации химически или электрохимически, (б) модифицирована промоторами. Иммобилизация гидрогеназ может быть проведена (а) сорбцией из водного раствора, (б) нанесением на поверхность носителя с последующим высушиванием. В случае локализации фермента только на поверхности электрода гидрогеназа может быть дополнительно стабилизирована наложением химических сшивок (например, с применением глутарового альдегида) или покрытием водонерастворимым полимером (например, нафионом).

Описанные способы демонстрируются следующими примерами

(кликните для показа/скрытия)

Пример 1
Углеродную ткань ТВШ гидрофилизуют в концентрированной серной кислоте в течение 15 минут, затем отмывают в фосфатном буферном растворе, рН 7.0, в течение суток. Ткань вносят в раствор гидрогеназы из пурной фототрофной серобактерии Thiocapsa roseopersicina (0.1 мг мл-1) и оставляют для сорбции на 10-12 часов при температуре 4ºС. Полученный электрод в насыщенном водородом водном растворе генерирует потенциал разомкнутой цепи 3-10 мВ относительно равновесного водородного потенциала. При перенапряжении 200 мВ ток окисления водорода составлял 0.2-0.6 мА см-2.

Пример 2
Графитовый стержень гидрофилизуют электрохимически в фосфатном буферном растворе, рН 7.0, попеременной поляризацией в анодную и катодную области (10 минут), задавая плотность тока 30 мА см-2. Затем электрод вносят в раствор гидрогеназы из сульфатвосстанавливающей бактерии Desulfovibrio sp. (1 мг мл-1) и оставляют для сорбции в течение 12 часов при температуре 4ºС. Полученный электрод в насыщенном водородом водном растворе генерировал потенциал разомкнутой цепи 5-15 мВ относительно равновесного водородного потенциала. При перенапряжении 75 мВ ток окисления водорода составлял 0.1-0.2 мА см-2.

Пример 3
На углеродную ткань ЛШГ наносят раствор промотора (поливиологена) в ацетонитриле (1 мг мл-1). Водный раствор гидрогеназы из пурной фототрофной серобактерии Th. roseopersicina (0.1 мг мл-1) наносят на поверхность ткани и высушивают при комнатной температуре на воздухе. Полученный электрод в насыщенном водородом водном растворе генерировал потенциал разомкнутой цепи 3-5 мВ относительно равновесного водородного потенциала. При перенапряжении 200 мВ ток окисления водорода составлял 0.5-1 мА см-2.

Пример 4
Сажу ПМ-105 смешивают с раствором нафиона в легких спиртах до содержания последнего 15-20% по массе. Смесь наносят на стеклоуглеродный стержень и высушивают. Поверхность полученного электрода затем гидрофилизуют электрохимически. Гидрогеназу из пурной фототрофной серобактерии Th. roseopersicina (0.05 мг мл-1) наносят на поверхность электрода и высушивают при комнатной температуре на воздухе. В насыщенном водородом водном растворе ферментный электрод генерировал потенциал разомкнутой цепи 3-5 мВ относительно равновесного водородного потенциала. При перенапряжении 200 мВ ток окисления водорода составлял 0.5-1 мА см-2.

Пример 5
Водородный ферментный электрод, приготовленный, как показано по примеру 1, стабилизируют в парах глутарового альдегида в течение 15 минут. Электрохимические характеристики электрода после обработки практически не меняются.

В качестве бесспорных преимуществ водородного ферментного электрода над платиновым следует отметить его низкую чувствительность к монооксиду углерода (СО) и сероводороду (сульфиданиону), которые содержатся в составе водорода, получаемого реформингом и микробиологическим путем соответственно.

Пример 6
Водородный ферментный электрод, полученный по примерам 1-5, помещают в атмосферу смеси Н2 и СО. Установлено, что до содержания СО 1% электрохимические характеристики водородного ферментного электрода остаются неизменными, что позволяет эксплуатировать такой электрод на неочищенном реформинг-газе. Более того, даже после экспонирования 100% СО водородный ферментный электрод полностью восстанавливал свою активность, как только атмосфера была изменена обратно на водород. Для сравнения при экспонированиии платинового топливного электрода смеси Н2 и СО при содержании последнего 0.1% электрод необратимо теряет свою активность на 99% всего за 10 минут.

Пример 7
Водородный ферментный электрод, полученный по примерам 1-5, помещают в раствор, насыщенный водородом, и впоследствии добавляли сульфид натрия до конечной концентрации 0.005 М. С точностью до ошибки измерений электрохимические характеристики ферментного электрода после добавления сульфида остались неизменными.

КИСЛОРОДНЫЙ ФЕРМЕНТНЫЙ ЭЛЕКТРОД НА ОСНОВЕ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ФЕРМЕНТОВ

Для создания кислородного электрода можно использовать фермент-оксидазу, осуществляющую восстановление молекулярного кислорода до воды. Восстановление кислорода до пероксида водорода термодинамически неэффективно: при этом в случае водород-кислородного топливного элемента теряется до 50% энергии. В качестве ферментов для приготовления кислородного электрода можно использовать полифенолоксидазы (лакказы), аскорбатоксидазу, тирозиноксидазу, цитохром с-оксидазу.

Способы получения кислородного ферментного электрода аналогичны таковым, описанным выше для водородного ферментного электрода. Целесообразно, однако, продемонстрировать их следующими примерами.

(кликните для показа/скрытия)

Пример 8
Углеродную ткань ЛШГ гидрофилизуют в концентрированной серной кислоте в течение 10 минут, затем отмывают в фосфатном буферном растворе, рН 7.0, в течение суток. Затем ткань помещают в раствор лакказы, изолированной из гриба Coriolos hirsitus (0.1 мг мл-1), и сорбируют в течение 12 часов при температуре 4ºС. Для стабилизации на поверхности ткани электрод выдерживался в парах глутарового альдегида в течение 15 минут. В атмосфере кислорода полученный электрод генерировал потенциал разомкнутой цепи (-30) - (-50) мВ относительно равновесного потенциала (кислород/вода) и при перенапряжении - 200 мВ ток восстановления кислорода составил 0.03 - 0.15 мА см-2.

Пример 9
Лакказу из Polyporos versicolor суспендируют в изопропаноле и смешивают с растором нафиона. Конечное содержание фермента и полиэлектролита составляло 1 мг мл-1 и 0.3% соответственно. Смесь добавляют к саже ПМ-105 так, чтобы содержание полиэлектролита относительно углеродного материала составило 20%, и наносят на стеклоуглеродную пластину. Электрод высушивают на воздухе. В атмосфере кислорода полученный электрод генерировал потенциал разомкнутой цепи (-30) - (-50) мВ относительно равновесного потенциала (кислород/вода) и при перенапряжении - 200 мВ ток восстановления кислорода составил 0.05-0.1 мА см-2.
ВОДОРОД-КИСЛОРОДНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Пример 10
Водородный ферментный электрод готовят, как описано выше (см примеры 1-7). Кислородный ферментный электрод готовят в соответствии с примерами (10-11). Оба электрода плотно прижимают к протонпроводящей мембране нафион (удельное сопротивление 20 см). К электродам обеспечивают раздельную подачу водорода (на гидрогеназный электрод) и кислорода (на оксидазный электрод). На электродах устанавливается устойчивая разность потенциалов 1.15-1.18 V. В равновесном режиме термодинамический потенциал водород/кислородного элемента составляет 1.23 V. Таким образом, кпд преобразования энергии в обсуждаемом примере составлял 94-96%. В отсутствие ферментов на указанных электронпроводящих носителях разность потенциалов неустойчива и находится в области - 0.3-0.5 V.

Пример 11
Водородный и кислородный ферментные электроды готовят, как указано в примере 12. Оба электрода помещают в сосуд с общим электролитом (например, ацетата натрия 0.05 М и сульфата натрия 0.1 М, рН 5.0) и обеспечивают раздельную подачу водорода на анод и кислорода на катод. Между электродами генерируется разность потенциалов 1.16-1.19 V, что дает кпд преобразователя энергии 95-97%.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Водород-кислородный ферментативный топливный элемент может найти применение в областях использования топливных элементов на основе платины. Это автомобильный транспорт, локальные источники энергии, генераторы электричества, использующие избытки водорода, например атомные электростанции. Преимуществами является использование для их создания возобновляемых катализаторов, отсутствие в их конструкции элементов благородных металлов.

Существенным представляется слабая чувствительность ферментативного топливного элемента к окиси углерода и сероводороду. Нечувствительность гидрогеназного электрода к сероводороду делает его применимым при создании систем получения электроэнергии из биологических источников водорода, например при конверсии органических отходов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Водород-кислородный топливный элемент на основе иммобилизованных ферментов, характеризующийся тем, что содержит водородный электрод, выполненный из углеродного материала, на котором в качестве катализатора окисления водорода иммобилизован фермент гидрогеназа, и кислородный электрод, выполненный из углеродного материала, на котором в качестве катализатора восстановления кислорода иммобилизован фермент оксидаза, разделенные между собой ионным проводником.

    Водород-кислородный топливный элемент на основе иммобилизованных ферментов по п.1, отличающийся тем, что углеродный материал подвергнут гидрофилизации химически или электрохимически или модифицирован промоторами.

    Водород-кислородный топливный элемент на основе иммобилизованных ферментов по п.1, отличающийся тем, что иммобилизация ферментов проведена сорбцией из водного раствора или нанесением на поверхность углеродного материала с последующим высушиванием.

    Водород-кислородный топливный элемент на основе иммобилизованных ферментов по п.1, отличающийся тем, что иммобилизованные ферменты стабилизированы наложением химических сшивок или покрытием водонерастворимым полимером.

[AlexAV]

Я так понимаю, 30%  - это не потери при переработке, а процент недобросовестных людей, которые предпочитают выкинуть токсичный свинец на ближайшей свалке, а не отвести в пункт приема. Стоил бы свинец на порядок дороже и плати за старые аккумуляторы приличные деньги, таких бы стало на порядок меньше.

Ну в Японии допустим так и будет, и Вы соберёте 95%. А в Зимбабве (условно) не будет ни пунктов приёма, ни заводов по переработке, и возвращаться будет величина не сильно отличная от нуля. При этом в условиях открытого рынка стоимость нового изделия в Зимбабве или Японии будет одинакова (с разницей только в стоимости доставки). В результате безалаберность наших условных зимбабвийцев будет вымывать из обращения материал в глобальном масштабе, делая его малодоступным и для (условных) аккуратных японцев.

Социальный фактор потерь - не такая уж простая проблема. В текущей мировой социально-экономической модели с глобальным относительно свободным рынком она вообще едва ли имеет решение. Ты можешь экономить, но от этого будет мало проку, если твой сосед сливает данный материал в канализацию. При открытом рынке это будет не только проблема соседа, но и твоя, но повлиять на него не будет никакой возможности.

Тут какая-то реальная эффективность в глобальном масштабе может быть только в модели, когда каждая страна строит своё чучхе, а международная торговля ограниченна. Но это должен быть уже другой мир и другая цивилизация.

Для лития ситуация значительно проще,

Для лития на текущий момент вообще нет промышленной технологии извлечения из старых аккумуляторов, при их переработке выделяют только материалы катода - никель и кобальт. Поскольку значительная его часть находится в виде интеркалятов в материале электрода, то его полное извлечение от туда не совсем тривиальная задача.

Кое-что предлагается, скажем так: https://quibbll.com/44233-plesen-budut-primenyat-dlya-polucheniya-litiya-iz-staryh-akkumulyatorov/

Но, обратите внимание, что извлечение далеко не полное, литий только на 85%.

Это технические проблемы, к непреодолимым не относятся.

После того как таких технических проблем становится слишком много (а решение каждой из них ведь повышает себестоимость), изделие по причине высокой цены становится никому не интересно.

Опять же те же диэлектрические силициды - потенциально проблема уже не совсем техническая. На границе материала в спае они в любом случае будут образовываться и могут сделать сопротивление спая неприемлемым. На сколько это будет существенная проблемой на практике точно сказать трудно, кажется никто с таким экзотическим материалом для металлизации как кальций никогда не работал, но потенциально из-за этого тут могут быть проблемы.

[BlackMokona]

Ну в Японии допустим так и будет, и Вы соберёте 95%. А в Зимбабве (условно) не будет ни пунктов приёма, ни заводов по переработке, и возвращаться будет величина не сильно отличная от нуля. При этом в условиях открытого рынка стоимость нового изделия в Зимбабве или Японии будет одинакова (с разницей только в стоимости доставки). В результате безалаберность наших условных зимбабвийцев будет вымывать из обращения материал в глобальном масштабе, делая его малодоступным и для (условных) аккуратных японцев.

Просто в цену изделия закладываем возврат. И вуаля. Типо лимонад за 25$, возврат бутылки 24 $ возращает.

[Lieut]

Для лития на текущий момент вообще нет промышленной технологии извлечения из старых аккумуляторов, при их переработке выделяют только материалы катода - никель и кобальт. Поскольку значительная его часть находится в виде интеркалятов в материале электрода, то его полное извлечение от туда не совсем тривиальная задача.

Ибо пока нету такой задачи.
Но сам вопрос я не понял.  Ну и что что входит в решетку других металлов? Зато, в отличии от последних, прекрасно также входит в виде иона в воду. Это же щелочной металл! Что-что, а отделить литий от всего другого - это проблем составлять не должно.

Конечно, пока есть дешевый литий из доступной рапы, полного извлечения из б/у изделий также никто добиваться не будет. Но опять таки все крайне измениться при поднятии цены.

[AlexAV]

росто в цену изделия закладываем возврат. И вуаля. Типо лимонад за 25$, возврат бутылки 24 $ возращает.

Это можно сделать на внутреннем рынке, но не при международной торговле. Допустим (все страны условные) в Японии и Индонезии есть по аккумуляторному заводу. Завод в Японии закладывает возврат, а завод в Индонезии нет (заставить его у японцев естественно нет никакой возможно). Чью продукцию выберет покупатель допустим той же Зимбабве? При прочих равных -ответ очевиден, у кого дешевле и не обременена какими-то дополнительными обязательствами. И завод в Японии в результате конкурентное проигрывает. При протекционистских мерах и заградительных пошлинах работает только на внутренний рынок, а при их отсутствии просто банкротится.

Эти меры можно сделать в рамках одного государства, но во всемирном масштабе (со множеством разнородных государств) при свободном рынке - нет.

[BlackMokona]

Это можно сделать на внутреннем рынке, но не при международной торговле. Допустим (все страны условные) в Японии и Индонезии есть по аккумуляторному заводу. Завод в Японии закладывает возврат, а завод в Индонезии нет (заставить его у японцев естественно нет никакой возможно). Чью продукцию выберет покупатель допустим той же Зимбабве? При прочих равных -ответ очевиден, у кого дешевле и не обременена какими-то дополнительными обязательствами. И завод в Японии в результате конкурентное проигрывает. При протекционистских мерах и заградительных пошлинах работает только на внутренний рынок, а при их отсутствии просто банкротится.

Эти меры можно сделать в рамках одного государства, но во всемирном масштабе (со множеством разнородных государств) при свободном рынке - нет.

Подписываем соглашение в ВТО, всех кто не выполняет порем большим финансовым ремнём.

[AlexAV]

Но сам вопрос я не понял.  Ну и что что входит в решетку других металлов? Зато, в отличии от последних, прекрасно также входит в виде иона в воду. Это же щелочной металл! Что-что, а отделить литий от всего другого - это проблем составлять не должно.

Часть лития связывается с дефектами решётки и вот её выковыривать довольно сложно. При обычной реактивами в водном растворе он выходить не будет.  Разве что сжечь графитовый электрод и извлекать из золы, так будет почти полностью. Но это опять же дополнительные технологические операции, которые не бесплатны, да и экологические проблемы полезут (из-за фторсодержащих компонентов электролита).

Конечно, пока есть дешевый литий из доступной рапы, полного извлечения из б/у изделий также никто добиваться не будет.

Да как-то же хоть и дешёвый, но уже не очень. 12$/кг карбоната это ещё немного, но уже нельзя считать пренебрежимо малой цифрой.

[AlexAV]

Подписываем соглашение в ВТО, всех кто не выполняет порем большим финансовым ремнём.

Наша условная Индонезия выходит из ВТО. Что ей с Зимбабве торговать не помешает. И дальше что?

[Lieut]

Часть лития связывается с дефектами решётки и вот её выковыривать довольно сложно. При обычной реактивами в водном растворе он выходить не будет.

Нам все равно придется растворять материал электродов. Их тоже на повторное использование.

[AlexAV]

Нам все равно придется растворять материал электродов.

Один из электродов - графитовый. А графит - это не тот материал, который легко в чём-то растворить.

[BlackMokona]

Наша условная Индонезия выходит из ВТО.  Что ей с Зимбабве торговать не помешает. И дальше что?

А дальше пишем, с лицами не входящими в ВТО запрещено торговать 

[AlexAV]

А дальше пишем, с лицами не входящими в ВТО запрещено торговать 

После чего из ВТО выходят вообще все, т.к. издержки нахождения в нём превышают пользу.  

[BlackMokona]

После чего из ВТО выходят вообще все, т.к. издержки нахождения в нём превышают пользу. 

Ноуп, так как развитые страны будут понимать зачем это делается. И тем самым просто будут наказывать всех остальных. Достаточно наличия в ВТО США,ЕС и КНР дабы все остальные уже боялись вылететь из организации.