Нано негізіндегі күннің қоршаған ортаға әсері. Энергия

19
Экологиялық инжиниринг компанияларының өздері нанотехнологияға өз
салаларында шектеулі ғана мән береді.
Потенциалды артықшылықтар
Шикізат пен энергия бағасының өсуі тұтынушылардың экологиялық
хабардар болуымен бірге қоршаған ортаны және климатты қорғауда белгілі
бір артықшылықтар беретін нарықтағы өнімдердің тасқынына жауап береді.
Наноматериалдар ерекше физикалық және химиялық қасиеттерді көрсетеді,
бұл оларды жаңа, экологиялық таза өнімдер екенін айқын көрсетеді. Мысал
келтіретін болсақ өнімнің пайдалы қызмет ету мерзімін ұзартуға
көмектесетін механикалық кернеуге немесе атмосфералық әсерге қарсы
материалдардың беріктігін арттыруды қамтиды; тазалау жұмыстарын азайту
үшін нанотехнологияға негізделген суға төзімді жабындар; ғимараттардың
энергия тиімділігін арттыру үшін жаңа оқшаулағыш материалдар; салмақты
азайту және тасымалдау кезінде энергияны үнемдеу үшін материалға
нанобөлшектерді қосу.

Химия өнеркәсібі секторында наноматериалдар энергия мен
ресурс тиімділігін арттыру үшін олардың арнайы каталитикалық
қасиеттеріне негізделген қолданылады, ал наноматериалдар
белгілі бір қолдану салаларында экологиялық проблемалы
химиялық заттарды алмастыра алады.

Энергияны өндіру және сақтау үшін нанотехнологиялық
оңтайландырылған өнімдер мен процестерге үлкен үміт артуда;
олар қазіргі уақытта даму сатысында және климатты қорғауға
және болашақта біздің энергетикалық мәселелерімізді шешуге
айтарлықтай үлес қосады деп жоспарлануда.
Өмірлік циклді бағалау
Өмірлік циклді бағалау (LCA) - өнімнің, процестің немесе қолданбаның
тұрақты артықшылықтарын, экологиялық артықшылықтарын немесе
қоршаған ортаға әсерін талдау және бағалау үшін сәйкес тәсіл.
Қоршаған ортаға әсерлер қоршаған ортадан ресурстарды өндіру кезіндегі
барлық экологиялық маңызды факторларды, сондай-ақ шығарындыларды
(мысалы, қалдықтар мен СО2) қамтиды. «Өмірлік циклді бағалау» термині
салыстырмалы мағынада, яғни бірнеше өнім арасында да қолданылады.

LCA нарықта бұрыннан бар немесе нарыққа дайын өнімдер мен
процестерге назар аударады.

Бұл нақты деректерді пайдалануға мүмкіндік береді. LCA әлеуетті
денсаулық әсерлерін талдауға және бағалауға көмектеседі – әсер ету
үлгілері арқылы сипатталуы мүмкін және тиісті деректер қол жетімді.
«Наноөнімдерге» арналған LCA құрастырудағы қосымша қиындық -
өнімнің қасиеттері мен ингредиенттері туралы ақпараттың жиі болмауы.

20
Өндірушілер мұндай деректердің меншікті сипатына жиі назар аударады.
Тиісінше, наноматериалдары бар өнімдерде жүргізілген бірнеше LCA өмірлік
циклдің барлық кезеңдерін қамти алмайды, бұл қоршаған ортаға және
денсаулыққа әсерлерін жан-жақты талдауға және бағалауға кедергі келтіред
і.
Қол жетімді LCA-лар «нано-өнімнің» қоршаған ортаға әсері негізінен
өндіріс фазасында немесе пайдаланылатын наноөлшемді шикізатта
болатынын көрсетеді. Ұзақ мерзімді жұмыс сценарийінде суды тазарту үшін
екі күн процесінің өмірлік циклін бағалау, мысалы, кәдімгі тәсілге қарағанда,
нано-TiO2 бар фотокаталитикалық процестің қоршаған ортаға айтарлықтай
жоғары әсерін көрсетті. Бұл наноөлшемді титан диоксидін өндіруде
ресурстарды көп тұтынуға байланысты болды.
Дегенмен, бірнеше қол жетімді LCA-да белгілі бір өнімдер үшін
наноматериалдарды пайдалану немесе нанотехнологиялық процестер
негізінде қоршаған ортаға әсерді немесе энергия мен ресурстарды үнемдеуді
анық азайтады.
Автомобильдік каталитикалық түрлендіргіштердегі наноформадағы
бағалы металдар мұндай металдарды пайдалануды 50-95%-ға азайта алады.
Нано қапталған антирефлексті шыны күн коллекторларының тиімділігін 6%-
ға дейін арттырады; автомобильдерге арналған нано-бояулар жұқа
қабаттарда қолданылуы мүмкін және ұшпа органикалық қосылыстардың
шығарындыларын 65%-ға азайтады. Дисплейлердегі органикалық жарық
шығаратын диодтар (OLED) энергия тиімділігі жоғары және әдеттегі
дисплейлерге қарағанда аз материалды қажет етеді.
LCA-дан басқа, тек әзірлеу сатысында тұрған қолданбаның немесе
процестің артықшылықтарын болжау үшін перспективалық экологиялық
теңгерім жүргізілуі мүмкін. Осыған қарамастан, нақты қолданба нарыққа
шыққанға дейін бірқатар техникалық мәселелер мен қиындықтар туындауы
мүмкін: нақты экологиялық артықшылықтар жиі ашық болып қалады.
Қазіргі сценарий
Бүгінгі күнге дейін біздің экологиялық және климатқа байланысты
проблемаларды
шешуде
нанотехнологияның
керемет
жетістіктері
құжатталған жоқ: кез келген «нано-өнім» анықтамасы бойынша экологиялық
таза немесе тұрақты емес. Атап айтқанда, қоршаған ортаны қорғау ұйымдары
салада айтылған артықшылықтар мен әлеуеттердің көбіне асыра айтылғанын
және тексерілмегенін атап көрсетеді; көп жағдайда мұндай артықшылықтар
жүзеге асырылмайынша, жылдар қажет болуы мүмкін. Шын мәнінде,
нанотехнологиялар энергия мен қоршаған ортаны қорғау шығындарын одан
әрі арттырады деген қорқыныш.
Фуллерендер, көміртекті нанотүтіктер және көміртекті наноталшықтар
сияқты көміртегі негізіндегі наноматериалдардың жоғары технологиялық

21
өндірісі энергияны өте қажет етеді: жеңіл көлік корпустарының арқасында
жанармай үнемдеу сияқты кез келген ықтимал экологиялық артықшылықтар
қазіргі уақытта жоққа шығарылған.
Жоғары энергия сұранысы, әсіресе өнімді жаппай өндіру үлкен көлемдегі
наноматериалды қажет ететін кезде маңызды рөл атқарады. Керісінше, егер
арнайы пластикалық пленкаларды өндіру үшін CNT сияқты өте аз мөлшерде
ғана пайдаланылса, онда қоршаған ортаның пайдасы бар.
Осылайша, мұндай артықшылықтарды анықтау үшін наноматериал
негізіндегі өнімді пайдаланудағы кез келген ықтимал энергия үнемдеу оны
өндіру кезінде тұтынылатын энергиямен салыстырылуы керек. Бұл жағдайға
байланысты
жасалуы
керек.
Өндіріс
процестеріндегі
одан
әрі
ілгерілеушіліктер мен жетілдірулер болашақта энергия тұтынуды азайтуға
болады деген үмітті арттырады. Нано-күн панельдерінің тиімділігі қазіргі
уақытта әдеттегі кремнеземдік панельдерден шамамен 10% төмен. Сонымен
қатар, нанотехнология көліктер мен ұшақтарды жеңілдетуге және осылайша
отынды үнемдеуге аз үлес қосты. Өнеркәсіптік жаппай өндірістің
алғышарттары орындалмады және материалға қойылатын жоғары
талаптарды (мысалы, төзімділік, беріктік, қауіпсіздік) бәсекеге қабілетті
бағамен әлі қанағаттандыру мүмкін емес.
Арнайы қасиеттеріне сүйене отырып, наноматериалдар өнімдерді немесе
өндіріс процестерін қоршаған ортаға зиянсыз ету мүмкіндігіне ие. Көбінесе
энергия мен ресурс тиімділігіне баса назар аударылады. Экологиялық
артықшылықтарды уәде ететін бірнеше тұтынушылық өнімдер қазірдің
өзінде қол жетімді және белгілі бір қосымшалар өнеркәсіптік секторда іске
асырылды. Қазіргі уақытта көп нәрсе ғылыми-зерттеу және әзірлеу
сатысында,
әсіресе
энергетика
және
экологиялық
технологиялар
секторларында.
Нанотехнологиялық оңтайландырылған өнімдердің әлеуетті экологиялық
пайдасын күту өнеркәсіптік ауқымдағы наноматериал өндірісінде энергия
мен ресурстарды жоғары тұтыну деген қорқынышпен салыстырылады. кез
келген ықтимал артықшылықтарды жоққа шығарады. Бірақ көп жағдайда
өнімнің бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде қоршаған ортаға нақты әсерлерді –
ықтимал артықшылықтарды да, тәуекелдерді де – бағалау үшін толық өмірлік
цикл талдаулары қол жетімді емес.
Технологиялық инновациялардың басқа жағдайларындағы сияқты,
нанотехнологияда басты назар тиісті наноматериалдардың жоспарланған
функцияларына аударылады.

22

жүктеу/скачать 1,64 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: