Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Lieut]

глерода в электроде обычно раза в 3-4 больше по массе, чем лития. Т.е. на 500 тысяч тонн лития в год будет приходиться где-то 2 - 2.5 млн. тонн анодного материала. И это совсем не мало.

По сравнению с десятком миллиардом тонн в год это совсем не много.

[Fall63]

Вторая проблема состоит в том, что 100% аккумуляторов никогда собрать не удастся. Тут можно посмотреть на другой аккумуляторный металл - свинец. Несмотря на то, что в силу его токсичности, свинец стараются возвращать в обращение в максимальной возможной степени. И не смотря на то, что переработка свинцовых аккумуляторов технологически проста и свинец при этом (в отличие от лития) может быть извлечён практически полностью, реальный успех тут выглядит довольно умеренными. Доля вторичного свинца в общем балансе всего чуть более 50%:

И что характерно, доля эта падает со временем - EROEI цивилизации падает, и рециклинг все менее выгоден становится... Китайцы вон ужо тоже на него забивают потихоньку...

[rep4]

И что характерно, доля эта падает со временем - EROEI цивилизации падает, и рециклинг все менее выгоден становится... Китайцы вон ужо тоже на него забивают потихоньку...

Cмотрите по самым развитым странам.

https://www.cmmarket.ru/markets/pbworld.htm

"В настоящее время извлеченный из вторсырья свинец составляет более половины всего произведенного во всем мире металла. В США более чем 80% свинца получают путем вторичной переработки, а в Европе - более 60%. Эти значительные показатели объясняются тем фактом, что большая часть свинца используется в продукции, годной для переработки. И в отличие от переработки многих других материалов, переработка свинца экономически выгодна и следовательно жизнеспособна. Например в Северной Америке более 80% добытого свинца используются в производстве батарей аккумуляторов, из которых впоследствии более 95% утилизуется и перерабатывается."


более 95% свинцовых батарей повторно перерабатываются. К вопросу о рециклинге.

[библиограф]

 

а от ряда компонентов, скажем того же CF4 - вообще непонятно как, он инертен и не взаимодействует с большинством растворов и твердых тел, его, в принципе, можно разрушать плазмохимически, но это требует очень больших затрат энергии

Да, не вопрос!
Графитовые электроды, содержащие литий можно исчерпывающе профторировать до
СF4, литий перейдет во фторид, тетрафторметан улетит.
Затем CF4 реагирует с алюминием при нагревании, получаем трифторид алюминия-
компонент электролита для получения алюминия; из фторида лития электролизом опять получаем литий. 

[AlexAV]

более 95% свинцовых батарей повторно перерабатываются. К вопросу о рециклинге.

Если посмотреть данные USGS (https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-lead.pdf), то для США степень рециклинга свинца выглядит отнюдь не так оптимистично. В среднем около 70%. Это больше среднемирового уровня, но ни о каких 100% или 95% тут и близко речи не идёт.

[rep4]

более 95% свинцовых батарей повторно перерабатываются. К вопросу о рециклинге.

Если посмотреть данные USGS (https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-lead.pdf), то для США степень рециклинга свинца выглядит отнюдь не так оптимистично. В среднем около 70%. Это больше среднемирового уровня, но ни о каких 100% или 95% тут и близко речи не идёт.

Вы понимаете разницу между рециклингом свинца и рециклингом свиноцвых аккумуляторов? В первом случае свинец может быть в форме пуль, которые отстреливаются на полигоне, и которые рециклить проблематично. Во втором случае свинец в удобной форме больших и тяжелых девайсов для автомобилей. И по второму случаю говорят что в Северной Америке сдают на переработку более 95% таких девайсов. Что говорит о большой организованности.

Свинцовые аккумы используются намного раньше литиевых, и надо полагать, что подобная организованность 95+% может быть организована и для литиевых аккумуляторов.

[AlexAV]

Вы понимаете разницу между рециклингом свинца и рециклингом свиноцвых аккумуляторов?

В случае свинца эти вещи практически не различаются. Подавляющая часть свинца используется именно в аккумуляторах (в США 93% от всего потребления свинца). Если 93% свинца пошло на производство аккумуляторов, а вернулось с вторичным сырьём 73%, то реальный уровень рециклинга аккумуляторов никак не может быть больше 73/0.93=78.5%. Реально меньше, так как и из других областей применения что-то возвращается. В любом случае ни о каких 95% тут и речи не идёт. 

[rep4]

Может там учитываются какие-то мелкие батерии? А в других источниках только для автомобилей?

https://www.hmndgroup.com/news/2018/3/27/lead-acid-a-viable-alternative-to-lithium-ion-battery-chemistries

https://www.aps.org/units/fps/newsletters/201704/battery.cfm

Ещё ссылки, где говорится о почти 100% рециклинге свинцовых аккумуляторов.

Имхо, автомобильные аккумы из-за больших габаритов просто невозможно скрытно выбрасывать, и скорее всего их действительно практически все перерабатывают.

[AlexAV]

Может там учитываются какие-то мелкие батерии? А в других источниках только для автомобилей?

Может быть. Данные USGS естественно относятся ко всем типам аккумуляторов производимым в США.

Ещё ссылки, где говорится о почти 100% рециклинге свинцовых аккумуляторов.

Возможно, какие-то отдельные типы. Но видимо не все, так как в противном случае баланс производства и потребления не сходится.

Но в целом, как мы видим, регенерация даже свинца и даже по США очень далека от полной. Исходя из этого довольно глупо считать, что по литию возможен возврат через рециклинг более 70-80%, а реально даже цифра 50% будет очень оптимистичной (у свинца при переработки старых изделий технологические потери весьма низки, а у лития весьма значительны).

[crazy_terraformer]

а от ряда компонентов, скажем того же CF4 - вообще непонятно как, он инертен и не взаимодействует с большинством растворов и твердых тел, его, в принципе, можно разрушать плазмохимически, но это требует очень больших затрат энергии

Да, не вопрос!
Графитовые электроды, содержащие литий можно исчерпывающе профторировать до
СF4, литий перейдет во фторид, тетрафторметан улетит.
Затем CF4 реагирует с алюминием при нагревании, получаем трифторид алюминия-
компонент электролита для получения алюминия; из фторида лития электролизом опять получаем литий.

Окислить и гидролизовать фторорганику вместе с окислением графита нельзя, барботируя суспензию электродного порошка в расплаве LiOH чистым кислородом? Вода будет выделяться при связывании углекислого газа гидроксидом.  Температура плавления LiOH 462°C
Фтороорганика будет окисляться и гидролизоваться до CO2, карбонилфторида, плавиковой кислоты и воды. Карбонилфторид гидролизуется до СО2 и плавиковой кислоты. Фтороводород с гидроксидом даёт фторид лития и воду.
В подаваемый газ можно добавить водяной пар для гарантии.
Получаем на выходе смесь гидроксида, карбоната и фторида лития.
Растворимость в воде:
LiF —0,134 г в 100 мл воды при 25°С;
Li2CO3— 1,33 при 20°С ; 0,72 при 100 °С;
LiOH —12,24 г/100 см3 при 25 °C, растворимость с температурой практически не повышается. В этаноле, в отличие от гидроксида натрия, почти не растворяется.

[Скеп-тик]

По сравнению с десятком миллиардом тонн в год это совсем не много.

Тольки эти миллионы тонн надо сконцентрировать в одном месте.
Чтобы было понятно, соберите по всему миру 3 млн тонн земляники, и перевезите их на единственный в мире завод земляничного варения.

[Lieut]

По сравнению с десятком миллиардом тонн в год это совсем не много.

Тольки эти миллионы тонн надо сконцентрировать в одном месте.
Чтобы было понятно, соберите по всему миру 3 млн тонн земляники, и перевезите их на единственный в мире завод земляничного варения.

Зачем, для чего концентрировать в одном месте?

[Андрей Астрофизический]

Чтобы было понятно, соберите по всему миру 3 млн тонн земляники, и перевезите их на единственный в мире завод земляничного варения.

Так в вашей реальности и земляничное какое угодно варенье достать нельзя. Его же на единственном в мире, заводе производят. Построить второй завод не позволяют некие законы пургологистики, видимо. Вы в этом лучше меня разбираетесь явно.

[crazy_terraformer]

Возникла другая идея переработки электродного порошка. Паровая конверсия углерода с получением синтез-газа.
Барботируем суспензию порошка в расплаве щёлочи чистым водяным паром.
C+H2O—>CO+H2
Графит и аморфный углерод начинают реагировать с водородом при температуре 1200 °C, с фтором при 900 °C.
Температура плавления LiOH 462°C. Так что водород, если там не будет какого-либо катализа уйдёт из зоны реакции.
LiOH кипит при кипения   925 °C, разлагается в инертной атмосфере при 800°С,   в земной  температура разложения   930 °С.
Вот и максимум температуры<900°С. Подавляем разложение поднимая давление пара.

Угарный газ с расплавом щёлочи даст нестабильный промежуточный продукт формиат, который тут же разлагается(температура разложения 290-420°С):
CO+LiOH—>HCOOLi
1) 2HCOOLi—>Li2CO3+H2+CO
2) 2HCOOLi—>Li2CO3+ HCНО
3) 2HCOOLi—>Li2C2O4+H2
Оксалат не стабилен, разлагается при температуре 410-500°С:
Li2C2O4—>Li2CO3+CO
Будет ли в расплаве LiOH успевать идти диспропорционирование угарного газа: СО—>0,5СО2+0,5С ?
Тащемта неважно.

[Проходящий Кот]

Аккумуляторы это конечно хорошо и интересно, но даже для автомобилей базовым останется двигатель внутреннего сгорания, скорее всего на спирту.

[николай теллалов]

скорее всего на спирту

тем более что спирт можно гнать из почти любых растительных сельхоз отходов

+

[crazy_terraformer]

А зачем тогда выращивают растительные культуры на биотопливо? Явно сельхозотходов мало!

[николай теллалов]

Явно сельхозотходов мало!

нет, не мало
но биотопливо - дизель, а не спирт
технология чуток заковыристее, чем просто гнать "сивуху из опилок"

мое мнение - чтобы не допускать массовизации самодельного топлива, держать это под контролем

[Проходящий Кот]

Спиртовая полиция  или вообще  ЧК по спирту?

[гравицап]

Явно сельхозотходов мало!

нет, не мало
но биотопливо - дизель, а не спирт
технология чуток заковыристее, чем просто гнать "сивуху из опилок"

мое мнение - чтобы не допускать массовизации самодельного топлива, держать это под контролем

Под контролем? Неужто государственным