Bruciare con il plasma, nutrire i batteri, produrre biocarburante: come sbarazzarsi dei rifiuti in modo insolito

Con l'aiuto del quale la torcia al plasma brucerà la spazzatura

Una corrente elettrica scorre all'interno del plasmatron quando esso

si verifica: si forma il plasma, che può essere utilizzato per la lavorazione di materiali o come fonte di luce e calore. Letteralmente, una torcia al plasma è un generatore o produttore di plasma.

I primi dispositivi di questo tipo apparvero a metà del XX secolo, quando apparvero materiali resistenti alle alte temperature e aumentò la produzione di metalli refrattari. 

Con l'aiuto di una torcia al plasma, è possibile ottenere temperature ultra elevate fino a 150.000 ° C. In media, ottengono 10.000-30.000 ° C, irraggiungibili quando si bruciano combustibili chimici.

Quali sono i tipi di plasmatron?

  • Torce al plasma ad arco

La torcia al plasma dell'arco plasmatron ha almeno un anodo e un catodo, a cui è collegato un alimentatore CC. Per il raffreddamento vengono utilizzati canali, solitamente lavati con acqua.

  • Plasmatroni ad alta frequenza

Tali plasmatron sono senza elettrodi:utilizzano l'accoppiamento induttivo o capacitivo a una fonte di alimentazione. Poiché affinché la potenza ad alta frequenza possa passare attraverso le pareti della camera di scarica, quest'ultima deve essere realizzata con materiali non conduttori, in questo caso vengono solitamente utilizzati vetro al quarzo o ceramica.

Dal momento che per mantenere una scarica senza elettrodiPoiché non è richiesto il contatto elettrico del plasma con gli elettrodi, viene solitamente utilizzato l'isolamento gasdinamico delle pareti dal getto di plasma. In questo modo potrai evitare un riscaldamento eccessivo e rinfrescare la struttura solo con aria. 

  • Plasmatroni a microonde

Plasmatron di questo tipo sono realizzati sulla base di una scarica a microonde, solitamente in un risonatore attraverso il quale viene soffiato un gas che forma il plasma.

Come funziona la nuova tecnologia per l'incenerimento dei rifiuti con torcia al plasma?

Tecnologia di incenerimento dei rifiuti da testare in Russiaplasma: così cercheranno di smaltire rifiuti particolarmente pericolosi. Lo ha annunciato Vladimir Koshlakov, direttore generale del Keldysh Research Center, che fa parte di Roscosmos.

Il centro ha sviluppato plasmatron e sta ora lavorando alla creazione di un'installazione speciale che neutralizzerà e smaltirà i rifiuti domestici aggressivi di maggiore pericolo.

I plasmatroni consentono di ottenere gas, temperaturache varia dai quattro ai cinquemila gradi Celsius. Sono tipicamente utilizzati nell'industria missilistica, ma possono essere utilizzati anche nell'incenerimento dei rifiuti.

Inoltre, i gas di combustionesi propone di utilizzare plasmatron per ruotare le turbine. Tipicamente, il plasmatron viene utilizzato nell'industria spaziale per simulare il funzionamento di motori a razzo o l'ingresso di veicoli spaziali nell'alta atmosfera.

In quali altri modi insoliti puoi sbarazzarti della spazzatura?

  • Batteri che riciclano carta o plastica

Gruppo di ricerca guidato da BioingegneriaOak Ridge Laboratory (ORNL) ha coltivato un batterio che converte efficacemente la carta straccia in acido itaconico. Gli scienziati hanno utilizzato la lignina, un prodotto di scarto delle bioraffinerie e delle cartiere, per coltivare il batterio Pseudomonas putida, che produrrà acido itaconico a basso costo. Questa sostanza può essere convertita in una sostanza chimica che brucia meglio della benzina.

In un altro lavoro, gli scienziati sono stati in grado di migliorare un enzima naturale in grado di degradare alcuni dei polimeri inquinanti più comuni.

L'enzima modificato, designatoPETase inizia a degradare questo polimero entro pochi giorni. Ciò potrebbe portare a una rivoluzione nel riciclaggio dei rifiuti di plastica. Questo enzima è stato originariamente scoperto in Giappone. È un prodotto di scarto del batterio Ideonella sakaiensis, che utilizza il polietilene PET come principale fonte di energia.

  • La rete neurale ordina la plastica

Anche le reti neurali sono coinvolte nella pulizia del pianeta,Pertanto, gli scienziati dell'Istituto di Termofisica (IT) della filiale siberiana dell'Accademia delle scienze russa hanno creato un impianto in grado di determinare la plastica per la raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani con una precisione del 95%. 

Quando i rifiuti circolano lungo il nastro, un robot pneumatico a pinza determina il tipo di rifiuto dai dati ricevuti dalla telecamera e lo immette nel contenitore desiderato.

Secondo gli scienziati, le reti neurali sono capaci dianalizzare la distribuzione dell'intensità del bagliore della fiamma per determinare le modalità di combustione degli oggetti. Il sistema è addestrabile, ciò significa che si adatta a una composizione morfologica specifica se un certo tipo di detriti viene attraversato da esso.

  • Il cibo è stato trasformato in biocarburante

Scienziati di Skoltech e del Joint Institutetemperature elevate, l’Accademia russa delle scienze ha utilizzato un nuovo metodo unico di liquefazione idrotermale, che non solo è significativamente più efficiente dal punto di vista energetico rispetto agli approcci alternativi, ma consente anche di convertire tutte le materie prime in biocarburante con una quantità minima di rifiuti.

Questo metodo consente inoltre di ottenere biocarburanti direttamente dalla biomassa umida, eliminando la fase ad alta intensità energetica dell'essiccazione della materia prima.

Для изучения возможности превращения пищевых rifiuti nei biocarburanti, gli scienziati hanno studiato i prodotti della liquefazione idrotermale di formaggio (parmigiano), carne (prosciutto) e mele. La composizione molecolare del biocarburante risultante è stata analizzata mediante spettrometria di massa ad altissima risoluzione.

La composizione molecolare del biocarburante risultante è molto varia e assomiglia più non al normale olio, ma ai prodotti di pirolisi del legno (catrame).

  • I coleotteri digeriscono la plastica

Coleotteri della farina - parassiti di prodotti a base di cereali e alimentiper gli animali da fattoria: sono in grado di assorbire il polistirolo e di non soffrire delle tossine aggiunte ad esso. Il polistirolo è estremamente difficile da riciclare, sebbene sia particolarmente dannoso per la natura a causa della frequente aggiunta della sostanza ignifuga esabromociclododecano, tossica per persone e animali. 

Gli scienziati davano frammenti di polistirene ai Krusciokin condizioni controllate di laboratorio. Il monitoraggio ha mostrato che i prodotti della sua digestione sono stati escreti del 90 percento un giorno dopo aver mangiato e completamente - dopo due giorni. Circa la metà della massa polimerica assorbita è uscita in minuscoli frammenti semi-decomposti, l'altra metà è stata assimilata dall'organismo.

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