發(fā)光二極管(LED)被用在電視機(jī)、燈具、光源等很多產(chǎn)品中，此外他們也在更大程度上滲透了汽車照明市場，然而，今天卻沒有回收這些物品的合適工藝。不過現(xiàn)在研究者們已經(jīng)研發(fā)出一種機(jī)械分離LED的方法。

現(xiàn)代光源使用各種材料制造，外殼用玻璃或塑料，散熱器含陶瓷或鋁，而電阻和電纜則含銅。最有價(jià)值的材料是在LED本身內(nèi)部，他們是半導(dǎo)體二極管中的銦和鎵及熒光粉中的稀土元素銪或鋱，它們使得制造二極管相對(duì)昂貴、利潤微薄。“現(xiàn)在回收業(yè)者們正在開始收LED產(chǎn)品，但是因?yàn)槟壳吧袩o合適的回收工藝，它們往往只是被存起來而已，主要目標(biāo)是回收值錢的材料，回收業(yè)者開始處理LED只是個(gè)時(shí)間問題，”弗勞恩霍夫材料回收和資源策略項(xiàng)目組的Jrg Zimmermann說。

用沖擊波幫助分離組件

研究者們使用“電動(dòng)液壓粉碎”工藝把LED燈具打碎成零件而不傷及LED本身，它在水浴中用電脈沖產(chǎn)生的沖擊波在組件的預(yù)定斷裂點(diǎn)上把它們分開，然后組件就可以單獨(dú)回收。研究者們把他們的實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整為回收LED改裝日光燈管，這些燈管形似傳統(tǒng)日光燈管，使用標(biāo)準(zhǔn)日光燈管插口。“這種方法在原理上對(duì)于其它大小的LED也適用，比如用于電視機(jī)或車燈的LED，以及其它電器中的LED，”Zimmermann解釋道。

有效回收工藝的先決條件是整齊地分離組件，“為了有效地分離和回收LED燈具的所有組件，需要一個(gè)完全不同的方式來產(chǎn)生大量半導(dǎo)體和熒光材料，”Zimmermann說。如果整個(gè)燈管都被碾碎，分離產(chǎn)生的材料混合物就會(huì)更困難。把LED燈具分解到組件級(jí)，也使得回收更多其中所含材料變得更容易，這是通過收集大量富含這些元素的相似組件來達(dá)成的。Zimmermann澄清說，這種工藝只有涉及量大，對(duì)回收業(yè)者和制造業(yè)者才是有利可圖的。

“我們還在測(cè)試該粉碎工藝是否能重復(fù)進(jìn)行，直到所需材料被分離，”Zimmerman說，研究者們可以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置的參數(shù)，像液體的類型和數(shù)量、容器大小，或者脈沖電壓，使得分離精確地發(fā)生在特定的斷裂點(diǎn)上。“特定來說，是脈沖個(gè)數(shù)決定了組件將被如何分離，”電動(dòng)液壓粉碎工藝目前正在詳細(xì)研究和進(jìn)一步改善，并推廣到其它LED應(yīng)用領(lǐng)域，“我們的研究已經(jīng)展示出機(jī)械分離是提高LED燈具回收經(jīng)濟(jì)性的可行方法，”Zimmermann說。