Studium przypadku

Studium przypadku
Miedź pczyczynia się do poprawy bezpieczeństwa baterii

Mnóstwo przedmiotów używanych w gospodarstwie domowym takich jak golarki, miksery, piloty telewizyjne, aparaty fotograficzne i latarki byłoby bezużyteczne bez zasilających je baterii alkalicznych. W przypadku zabawek dla dzieci wyczerpane baterie w konsolach do gier oraz innych gadżetach mogą stać się przyczyną rodzinnego kryzysu. Baterie są również używane na zewnątrz w wyposażeniu ogrodowym, a także w biurach i szkołach. Trudno jest wyobrazić sobie świat bez nich.

Nowy, innowacyjny przewód bateryjny jeszcze bardziej uprościł podstawową mechanikę baterii alkalicznej czyniąc ja bezpieczniejszą, bardziej przyjazną środowisku oraz zwiększając jej wydajność. Dlatego też, wiodący producenci baterii są zdecydowani, aby wprowadzić go do swoich produktów finalnych.
Działanie baterii alkalicznych jest oparte na przewodnictwie miedzi, gdzie tzw. końcówki baterii funkcjonują jako anodowe kolektory prądowe. Tradycyjnie, przewód w końcówkach baterii produkowany był ze stopu miedź-cynk pokrytego cienką warstwą cyny w celu zmniejszenia rozwoju wodoru w komórce. Cyna była nakładana przy wykorzystaniu procesu galwanizacyjnego. Podczas użytkowania wytwarza się wodór jako część naturalnego procesu oksydacji, który w specyficznych okolicznościach ulega wymieszaniu z powietrzem tworząc w ten sposób atmosferę wybuchową.

Nowy przewód baterii wykorzystuje zmodyfikowany stop miedzi, który już zawiera cynę i w ten sposób eliminuje proces galwanizacyjny oraz wynikający z niego strumień odpadowy. Nowy przewód zwiększa bezpieczeństwo poprzez ograniczenie o połowę produkcji wodoru. Zapewnia także zmniejszenie kosztów, ogranicza wycieki i przedłuża żywotność baterii.

Ktokolwiek powiedział „jeśli coś nie jest zepsute, nie naprawiaj tego”, nie rozumiał jakie korzyści może oferować miedź w połączeniu z innymi metalami, w tym przypadku z cynkiem i cyną i przy zastosowaniu nowych innowacyjnych metod.

Miedź wspomaga bezpieczeństwo i wygodę pojazdów

Samochody, które widzimy dzisiaj na naszych drogach różnią się zasadniczo od tych, które jeździły po drogach nawet dziesięć lat temu. Jest też bardzo prawdopodobne, że pojazdy, które będą używane za dziesięć lat trudno sobie wręcz dzisiaj wyobrazić. Producenci samochodów nieustannie starają się, aby ich produkty były bardziej ekonomiczne i przyjazne dla środowiska, wygodniejsze i atrakcyjniejsze oraz posiadały nowatorskie cechy, które zainspirują ich klientów. Jednakże, muszą oni osiągnąć to wszystko bez zwiększania ich ciężaru.

Stopy mosiądzu od dziesięcioleci są używane w sektorze motoryzacyjnym i sektorach wyposażenia przemysłowego. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę ciągły wzrost temperatury roboczej silników spalinowych, wymagane są nowe stopy w celu zapewnienia właściwej wydajności.

Przemysł miedziowy zaprojektował innowacyjny stop mosiądzu konkretnie w celu zaspokojenia wymogów wysokiej wydajności zastosowań motoryzacyjnych i w dziedzinie budowy maszyn. Składa się on z 70% miedzi oraz niewielkich ilości manganu, aluminium, krzemu, żelaza i cynku.
Nowy stop oferuje potencjał niezbędny do realizacji lekkich konstrukcji i oszczędności przestrzeni wspomagając tendencje do ograniczania rozmiarów w technologii silników samochodowych. Posiada znacznie lepszą odporność na wysokie temperatury w porównaniu z innymi konkurencyjnymi materiałami i nie wykazuje oznak zmiękczenia nawet do 400°C. Posiada też niezwykłą odporność na zużycie, jest bardziej przyjazny dla środowiska, zarówno w produkcji jak też i u użytkownika końcowego, zachowując jednocześnie zalety innych stopów mosiądzu takie jak najwyższa przydatność do obróbki mechanicznej i urabialności.

Dobrze byłoby, żeby przedstawiciele gatunku homo sapiens mogli liczyć na takie innowacyjne rozwiązanie kiedy tylko zechcą schudnąć.

Miedź zwiększa przystępność cenową energii słonecznej

Przyjmując, iż tradycyjne źródła energii nie będą trwać wiecznie, poszukuje się obecnie najbardziej zrównoważonych alternatywnych środków zapewniających energię. Technologia fotowoltaiczna napędzana energią słoneczną rozwinęła się o wiele gwałtowniej niż zakładano i przewyższyła oryginalne oczekiwania jej wynalazców. Panele solarne w krótkim czasie stały się niezwykle popularne i stąd coraz większa ilość użytkowników może sobie na nie pozwolić. Miedź odegrała istotną rolę w tym procesie.

Przez wzgląd na swoje nieodłączne cechy, takie jak przewodnictwo, przetwarzalność, możliwość pokrywania oraz własności mechaniczne, miedź była i jest stosowana w pierwszej kolejności w procesie pozyskiwania elektryczności z ogniwa słonecznego. Preferuje się stosowanie w ogniwach krzemowych stosunkowo grubej lecz przy tym miękkiej miedzi, w celu zmniejszenia ich kruchości oraz ponieważ miękka miedź oferuje szybszą przepustowość i lepszą dolną granicę sprężystości.

Mając powyższe na względzie, producenci stworzyli nowy materiał oparty na miedzi, który umożliwia automatyczne masowe wytwarzanie paneli solarnych. Nowa wstęga łącznika PV, jak wiadomo, składa się z niezwykle czystego typu miedzi nawiniętego na płasko z okrągłego przewodu a następnie powleczonego cyną. Kluczowym atutem tego produktu jest jego siła. Wstęgi PV pozwalają na produkcję cieńszych płytek, obniżony opór elektryczny, zmaksymalizowaną wydajność mocy i o wiele bardziej zautomatyzowany proces produkcyjny.

Dzięki masowej produkcji, są one znacznie bardziej przystępne cenowo, co powoduje poszerzenie rynku dla tej technologii uzyskiwania energii ze źródeł odnawialnych. Podczas gdy oznacza to wyższy udział w produkcji energii odnawialnej z niższymi emisjami CO2 i gazu cieplarnianego, niestety, nie może to zagwarantować, że słońce będzie częściej świecić.

Miedź sprawia, że pociągi są szybkie i niezawodne

Teraz, gdy zaznaliśmy już korzyści płynących z szybkobieżnych pociągów, dzięki którym podróżujemy dokądkolwiek chcemy coraz szybciej i wygodniej niż kiedykolwiek, na pewno nie chcielibyśmy powrotu do starych czasów. Dzięki osiągnięciom przemysłu miedziowego, nie będziemy musieli nawet o tym myśleć. Kontaktowy przewód napowietrzny nowej generacji stanowi najwyższej jakości alternatywę dla kosztownych miedziano-srebrnych przewodów kontaktowych powszechnie stosowanych w napowietrznych systemach sieci trakcyjnej i jest bardziej przyjazny dla środowiska naturalnego. Nowy przewód, który w > 99.9% stanowi wciąż miedź, zawiera w sobie bardzo niewielkie ilości stopów poprawiających odporność na zużycie, do 50 %, bez zmniejszania przewodności. Poprzez dopasowanie składu stopu, producent ma możliwość takiego dostosowania wydajności przewodu, aby zaspokoić specyficzne wymogi każdego klienta.

Kolejnym istotnym czynnikiem w zwiększaniu najwyższej możliwej prędkości pociągów jest zdolność pantografu silnika do pozostawania w ciągłym kontakcie z napowietrzną linią energetyczną. W miarę jak prędkość pociągu wzrasta, linia energetyczna porusza się w dół i w górę i powstaje zjawisko znane jako propagacja fal. Wyższe napięcie nowego przewodu redukuje te ruchy, umożliwiając w ten sposób osiąganie coraz wyższych prędkości.

W porównaniu z istniejącymi przewodami wykonanymi na bazie miedzi i srebra, nowy przewód oferuje zalety w postaci 40% oszczędności kosztów i do 50% zmniejszenia zużycia. To druga zaleta daje znacznie dłuższą żywotność (okres użytkowania), zmniejsza ilość niezbędnych rutynowych czynności konserwacyjnych oraz poprawia efektywność wykorzystania zasobów ponieważ wymagana jest mniejsza ilość wymian linii.

… Co także umila życie pasażerom. Na tym rozwiązaniu nie można stracić.

Miedź chroni elektrownie na morzu

W miarę wzrostu zapotrzebowania na alternatywne źródła energii, konstrukcje stawiane na morzu, takie jak farmy wiatrowe, stają się coraz ważniejsze. Jednakże, podobnie jak w przypadku istniejących platform naftowych i gazowych, ich morskie usytuowanie naraża je na poważne przeciążenia i zagrożenie korozją. Muszą one stawić czoła wodzie morskiej, światłu UV oraz przypływom i falom. Zabezpieczenie tych stalowych konstrukcji przed szkodliwym wpływem morza zawsze stanowiło wyzwanie dla tradycyjnych metod ochrony, ponieważ część konstrukcji metalowej nie jest w stałym kontakcie z wodą morską. Nowy rodzaj przystani dla łodzi opracowany przez przemysł miedziowy, konkretnie dla położonych na morzu farm wiatrowych, zapewnia powłokę ochronną dla najbardziej narażonych miejsc, zabezpieczającą je przed wilgocią, wysokim zasoleniem oraz obrastaniem przez morskie organizmy poroślowe.

Przystań dla łodzi jest całkowicie powleczona stopem miedź-nikiel, który okazał się być tanim i trwałym materiałem jako rozwiązanie alternatywne dla konwencjonalnych systemów powlekania. Jest wodoodporny i jest już powszechnie używany w konstrukcjach morskich z racji swojej niezwykłej odporności na szkodliwe wpływy morza i korozję. Miedź-nikiel także ułatwia absorpcję skutków manewrów statków konserwacyjnych w rejonie doku. Stop ten jest łatwy w użyciu i posiada niezwykłe właściwości spawalnicze, które to cechy skracają czas instalacji i czas robót konserwacyjnych.

Jest bardzo odporny na pęknięcia spowodowane korozją, co skutkuje długą żywotnością.

Miedź kontroluje zanieczyszczenia w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych

Mimo że systemy klimatyzacyjne (AC) sprawiają, że podczas gorącego lata życie jest wygodniejsze dla ludzi, stanowią one także idealną pożywkę (wylęgarnię) dla pleśni i bakterii. Szkodliwe cząstki przenoszone drogą powietrzną takie jak kurz, pyłki, zarodniki pleśni, mączniaki i bakterie często re-cyrkulują w systemie, co skutkuje potencjalnie negatywnym wpływem na ludzkie zdrowie. Przynajmniej jest tak w przypadku konwencjonalnych systemów AC wykorzystujących aluminium. Miedź natomiast posiada unikalne własności przeciwdrobnoustrojowe – jej wykorzystanie w przewodach AC hamuje wzrost tych organizmów o 99.99% w przypadku bakterii i o 99.74 w przypadku grzybów w porównaniu z płytkami aluminiowymi. Miedź zapewnia też rozwiązanie, które jest najbardziej energooszczędne, przyjazne dla środowiska oraz stanowi materiał łatwy do zastosowania a także charakteryzuje się najwyższą odpornością na korozję i zdolnością do recyklingu.

Mimo że rozwiązanie polegające na zastosowaniu miedzi łączy się z wyższym kosztem, ta początkowa inwestycja zwraca się z nawiązką poprzez korzyści w zakresie długoterminowych kosztów bezpośrednich, takich jak zmniejszenie ilości procedur konserwacyjnych, dłuższa żywotność produktu i mniejsze zużycie energii, co prowadzi do niższych emisji dwutlenku węgla. Ponadto, mamy do czynienia z korzyściami pośrednimi, na przykład zdrowsze środowisko życia i ograniczenie kosztów opieki zdrowotnej w przypadku osób podatnych na infekcje.

W gorące dni i w cieplejszym klimacie, myśl o chłodzie łącz z myślą o miedzi…

Miedź zwiększa wydajność energetyczną w klimatyzacji

Systemy klimatyzacyjne (AC), które pierwotnie były projektowane dla przestrzeni publicznych w krajach o ciepłym klimacie, obecnie stają się coraz bardziej popularne w biurach, środkach transportu, a nawet w domach. W konsekwencji, ilość energii, którą zużywają te systemy również wzrasta. Przemysł inżynierii sanitarnej (HVAC) poszukuje rozwiązań umożliwiających niższe zużycie energii, niższe zużycie czynników chłodniczych włącznie z tymi, które nie są szkodliwe dla warstwy ozonowej i są ogólnie bardziej ekonomiczne.

Innowacje w projektach rurek miedzianych przyniosły znaczącą poprawę wydajności całkowitej jednostek klimatyzacyjnych (AC). Nowe rurki mają mniejsze średnice oraz zawierają mini rowki na ściankach wewnętrznych. Cechy te przyczyniają się do poprawy przekazywania ciepła pomiędzy chłodziwem a ściankami rurek oraz zwiększają wydajność energetyczną. Rurki zużywają mniej materiału, pozwalają na użycie mniejszej ilości chłodziwa oraz oferują zwiększoną elastyczność projektową. Dla celów estetycznych, może zaistnieć konieczność wprowadzenia poprawek projektowych w jednostkach dla konsumentów, jednakże nowa technologia rurkowa pozostaje kompatybilna z istniejącymi metodami produkcyjnymi i wyposażeniem obecnie używanym w przemyśle inżynierii sanitarnej (HVAC). Rurki MicroGroove są dostępne w różnych wariantach stopowych, aby zaspokoić wszelkie potrzeby rynkowe.

Miedź wspomaga systemy klimatyzacyjne AC i sprawia, że są one nie tylko chłodne, ale i modne.

Miedź umożliwia dalszą miniaturyzację urządzeń elektronicznych

Kiedy Aleksander Bell wynalazł telefon, jego celem było umożliwienie rozmowy dwom osobom bez konieczności przebywania w tym samym miejscu. Co pomyślałby sobie o dzisiejszych urządzeniach? Wykonywanie i odbieranie połączeń telefonicznych stanowi bardzo niewielką część użytku dzisiejszych telefonów (komórkowych). Klienci domagają się większych pamięci, aparatów fotograficznych, odtwarzaczy muzyki, czujników oraz wielu innych cech, wszystko to w coraz mniejszych opakowaniach. Potrzeba miniaturyzacji sprawia, że mikro-lutowanie przewodu ze złota lub flipów i chipów na bazie cyny staje się niezwykle trudne i w rezultacie tradycyjne wzajemne połączenia potencjałów między chipami a obwodami zewnętrznymi osiągnęły swoje granice.

Przemysł znalazł sposób na przekroczenie tych granic poprzez zastosowanie technologii filarów z miedzi. Eliminuje ona problem mikro-lutowania, ponieważ filary są osadzane bezpośrednio na płytkę poprzez tak zwane „zderzanie” z cynowo-srebrnymi nasadkami lutu tworząc wzajemne połączenia pomiędzy chipem a powierzchnią. Innowacja ta umożliwia tworzenie mniejszych odległości wejście-wyjście w porównaniu z mikro-lutowaniem oraz zwiększa jakość i niezawodność wzajemnych połączeń. Dla producentów oznacza to oszczędności na kosztach, zwiększoną elastyczność projektową, przetwarzalność i niezawodność oraz zmniejszenie wpływu na środowisko. Dla klientów oznacza to zadowolenie z produktów o rosnących możliwościach.

Na szczęście, miedź stanowi materiał, który podlega ciągłemu recyklingowi bez żadnych strat wydajności – natomiast bez miedzi, mnóstwo elektronicznych urządzeń, które stały się już nieodzowną częścią naszego życia może przestać istnieć, przynajmniej w swojej obecnej postaci.