إعادة تدوير مصابيح LED

تُستخدَمُ الصمّاماتُ الثنائيّةُ الباعثةُ للضوء (Light Emitting Diodes) أو(LED) في عددٍ كبيرٍ من المنتجات مثل أجهزة التلفزيون ومصابيح الإنارة والإضاءة كما تُستخدم بشكلٍ واسعٍ في سوق إضاءة السيارات. وبالرغم من ذلك لا تتوفرُ حتى الآن عمليّاتُ إعادة تدويرٍ ملائمةٌ لهذه العناصر.

تصنع المصابيح الحديثة باستخدامِ موادَّ متعدّدةٍ، فالغطاءُ مصنوعٌ من الزجاج أو البلاستيك، والمُشتِّت الحراريّ مؤلّفٌ من السيراميك أو الألمنيوم، أمّا المقاوِمات والكابلات فتحتوي على النحاس بينما تتوضَّعُ أكثر المواد قيمةً ضمن الصمّامات الثنائيّة الباعثة للضوء (LED) نفسها، وهي الإينديوم والغاليوم داخلَ الصمّام الثنائي نصف النّاقل، والعناصرُ الأرضيّةُ النادرةُ مثل اليوروبيوم أو التيربيوم في المادةِ الفوسفورية. وهذا ما يجعلُ تصنيع الثنائيّات مُكلِفاً نسبيّاً.

يتمثلُ الهدفُ الأساسيّ من إعادة التدوير في استرداد المواد القيِّمةِ، وبدأت بعضُ مؤسساتِ إعادةِ التدوير باستقبال منتجات الـ (LED)، لكنّها تبقى مُخزَّنةً بعد ذلك إذ لا توجد بَعْدُ طريقةٌ مناسبةٌ لإعادة تدويرها، ربّما يتغيرُ ذلك قريباً بعد أن طوّر باحثون في معهد فراونهوفر الألماني طريقةً لفصل مكوّناتها ميكانيكيّاً.

فصلُ المكوّنات بمساعدة الأمواج الصَّدْميّة:

قام الباحثون بتفكيكِ مصابيح LED إلى الأجزاء المكوّنة منها بدون تخريبِ الثنائيّات الباعثة للضوء أي الـ(LED) نفسها، وذلك باستخدامِ عمليّةِ التفتيت الهيدروليكي الكهربائيّ، حيث تقومُ الأمواجُ الصدميّة الناتجة عن النبضاتِ الكهربائيّة في حوضٍ من الماء بفصلِ كلّ مُكوِّنٍ عند نقطة انفصالٍ مُحدّدةٍ مُسبقاً. وعندها بإمكاننا إعادةُ تدوير المكوّناتِ المفصولةِ كلٌّ على حِدة. يمكن للباحثينَ ضبطُ معاييرِ الإعدادات التجريبيّة، كنوعِ وكميّة السائل أو حجم الحوض أو جَهد النبض الكهربائي بحيث يحدثُ الانفصالُ بالضبط عند نقاط الفصل المطلوبة. إنّ عدد النبضاتِ الكهربائيّة هو الذي يحدّد كيف ستنفصل المكوّناتُ، ويبحثُ العلماء إمكانية تكرارِ عملية التفتيت حتى يتم فصلُ المواد بالشكل الأمثل. وقد تم تجهيزُ الإعدادات التجريبيّة لتتناسب مع المصابيحِ المُحدَّثة، الّتي تشبه المصابيح التقليديّة أو مصابيحَ الأنابيبِ الفلوريّة والتي يمكن استخدامها في المآخذ القياسيّة نفسها. كما تعملُ هذه الطريقة بنفس المبدأ مع الأحجام الأخرى، كمصابيح LED في أجهزة التلفاز أو مصابيح السيّارات، وغيرها من المنتجات الإلكترونيّة.

من الشروط الأساسيّة لتتمّ عمليّة إعادة التدوير بكفاءةٍ الفصلُ المُتقَنُ لمكوّنات مصباح LED، ولفصلِ وإعادة تدوير جميعِ مكوّناتِ المصباح بكفاءةٍ، سيكون من الضروريِّ اتّباعُ منهجيّةٍ تقدّم لنا كميّاتٍ كبيرةً من أنصافِ النواقل ومواد الفوسفور. فإذا تمّ سحقُ المصابيح، سيكون فصلُ خليطِ المواد الناتج أكثرَ صعوبةً، بينما أنّ تفكيك مصابيح LED إلى مستوى الأجزاء الفرديّة المتواجدة فيها يجعل من السهل استرداد كميّاتٍ أكبر من المواد المحتواة في هذه المصابيح، وهذا يتحقّق بجمع كميّاتٍ كبيرةٍ من نفس الأجزاء الّتي تحتوي بطبيعة الحال على عناصرَ معيّنة بتركيزٍ مرتفع. أي أن العمليّةٌ لن تغدو مربحة للمصنّعين إلا عند توفر أجزاءِ المصابيح بكميّاتٍ كبيرةً.

يركز الباحثونَ جهودَهم للتحققِ من تفاصيلِ عمليّة التفتيت الهيدروليكي الكهربائي وإمكانيّة تحسينِها للوصولِ إلى تطبيقاتٍ جديدةٍ لهذه المصابيح. وقد أثبتتْ هذه الأبحاثُ أنّ الفصلَ الميكانيكيّ هو وسيلةٌ فعّالةٌ لتحسين الجدوى الاقتصاديّة من إعادة تدويرِ مصباحِ (LED).

المصدر:

هنا