• Articles
• admin

Luca Vallesi

SAS 043 A04

professzor Cogdell

6 December 2018

RFID címke életciklus hulladék és kibocsátás elemzés

rádiófrekvenciás azonosító címkék, RFID címkék röviden, kicsi, könnyű eszközök nyomon követésére. Mindent nyomon követhetnek, kezdve az állatoktól, a gyárakban lévő tárgyaktól, a szállított tárgyaktól, sőt az újrahasznosítástól is. Az RFID címkék úgy működnek, hogy rádióhullámokat küldenek egy vevőnek. Mivel az RFID címkék elhelyezhetők betéteken, papír intelligens címkéken vagy műanyag vagy üveg anyagba kapszulázva, bárhol elhelyezhetők (3). Az RFID-címke alkotóelemei egy antenna, egy RFID-chip és egy hordozó (3). A hordozó az, ahol a címke együtt van elhelyezve, és a betét, a papírcímke vagy a kapszula. Az RFID chip teszi az RFID-t RFID-vé. Ez szabályozza, hogy milyen gyakran a rádióhullámok kap küldött ki, és ez tartalmazza a memória, amikor a hullámok kap küldött vissza a tag (3). A kapott hullámokat az antennán keresztül fogadják és továbbítják. Az antenna általában rézből, alumíniumból és ezüstből készül (3). Két különböző RFID címketípus létezik különböző célok végrehajtására. Az ultramagas frekvenciájú RFID címkéket rövid hatótávolságra használják, de az érzékelő nagyon nagy mennyiségű címkét képes felvenni (7). Az alacsony frekvenciájú címkéket viszont nagy távolságból is ki lehet választani egy érzékelőből, azonban az olvasó csak erre a címkére összpontosít (7). Az RFID címkék segítenek a világ hatékony működésében. Az a sebesség, amellyel nyomon követhetik és kezelhetik az elemeket, lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy többet termeljenek termékükből. A háziállatokat és a bűnözőket gyorsabban találják meg, csökkentve az olyan feladatokra fordított időt, amelyeket elméletileg soha nem lehet elvégezni. Az RFID-címkék anyagkivonása és gyártása által okozott hulladékok és kibocsátások gondos elemzésével megfigyelhető, hogy a negatív környezeti hatások csekélyek ahhoz a pozitív társadalmi-gazdasági hatáshoz képest, amelyet ezek az apró eszközök társadalmunkra gyakorolnak.

több anyagot extrahálnak az RFID címkékhez és hulladékot hoznak létre, de a gyártáshoz szükséges kis mennyiségű anyag miatt a környezeti hatás meglehetősen kicsi. Szilícium szükséges ahhoz, hogy az RFID chip. A Szilícium gyári termelése minimálisra csökkenti a hulladékot. Az olyan melléktermékeket, mint a szilícium-dioxid-füst, a finomszemcsés szilícium-dioxid és a salak, a gyártók más vállalatoknak értékesítik, akik ezt az anyagot használják (9). A Szilícium előállítása során elektromos ívkemencéket használnak, amelyek kis mennyiségű részecskét bocsátanak ki a levegőbe (9). Az RFID chipen anizotróp vezetőképes paszta (ACP) van, amely lehetővé teszi az elektromos áramok áthaladását a chipen. A chipben lévő ACP nikkelből áll. A nikkel feldolgozása és kitermelése során nagy mennyiségű hulladék keletkezik. Ez annak köszönhető, hogy az ércek csak 1-3% nikkelt tartalmaznak (3). Más felhasználható fémek vannak jelen az ércben, mégis többségük használhatatlan anyag, amelyet csak dömpingelni lehet. Ez a hulladék azonban nem mérgező, mivel csak kőzet és használhatatlan szerves anyag. Ezután réz szükséges az antennához. A réz nagy mennyiségű mellékterméket hoz létre. Az olyan melléktermékeket, mint a kénsav, az arany, az ezüst és más nemesfémek visszanyerik és nyereség céljából értékesítik (2). Egyéb melléktermékek, mint például a bányászatból származó túlterhelés, a koncentrációból származó zagy és az olvasztásból származó salak mind hulladék (2). Ez a hulladék különösen veszélyes a veszélyes vegyi anyagok, például az ólom és az arzén nagy mennyisége miatt (2). Ezek a vegyi anyagok komoly veszélyt jelentenek a környező területre, ahol felszabadulnak (2). Az RFID chip és az antenna együtt tartásához ragasztóra van szükség. A ragasztó poliuretánból készül. A poliuretán gyártása során nagyon kevés hulladék keletkezik. Mivel a poliuretán mesterséges anyag, a termelés szabályozható úgy, hogy csak a megfelelő mennyiségű indító anyagot vásárolja meg a felesleg elkerülése érdekében. A poliuretán előállításához a poliolt és a diizocianátot egy tartályban összekeverjük, majd hőcserélőbe küldjük (5). A hőcsere elektromos, ami minimalizálja az üvegházhatású gázok kibocsátását (5). A hőcsere hatására a vegyi anyagok reakcióba lépnek, hogy kialakuljon a szükséges állapot, ebben az esetben ragasztó (5). Ez nem termel hulladékot, kivéve a vízgőzt és az extra indító anyagokat, amelyek nem reagáltak a ragasztó kialakítására (5). Ezután n-butil-akrilát szükséges a chip és az antenna csatlakoztatásához az aljzathoz. Az N-butil-akrilát hasonló a poliuretánhoz, mivel mindkettő kevés hulladékot termel. Az akrilát előállításának egyik mellékterméke a víz (8). Az akrilátgyártás nagyon hatékonyan alakítja át a termelésbe kerülő összes akrilsav 96,3%-át és az n-butanol 100% – át (8). Az akrilsav maradék 3,7% – át újra felhasználjuk egy másik adag n-butil-akrilátban (8). Az aljzat polietilén-tereftalátból (PET) készül. Ennek is nagyon kevés mellékterméke van. A PET-gyártás fő mellékterméke a víz (4). A PET előállítása vákuumokat és nyomást használ hő helyett (4). Ez eltávolítja a gáznemű mellékterméket, amelyet a vegyi anyagok felmelegedése okozhat. Az egyetlen másik melléktermék a monoetilén-glikol, a tereftálsav és a dimetil-tereftalát feleslege; a három kiindulási anyag (4). Összességében az RFID-címkék gyártásához szükséges anyagok kitermelésének és gyártásának hulladéka alacsony. Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy az RFID-címke elkészítéséhez kevés anyag szükséges. Ezeknek az anyagoknak a nagy többsége alig vagy egyáltalán nem hulladék, és azok közül, amelyek igen, csak néhány melléktermék minősíthető hulladéknak. Miután ezeket az anyagokat kinyerték és feldolgozták, elküldik őket az RFID címkegyárakba, és megkezdődik a címkék gyártása.

az RFID címke gyártási folyamata szinte semmilyen hulladékot nem hoz létre, mégis nagy mennyiségű villamos energiát használ fel, ami magas kibocsátást eredményezhet. Az anyagok gyárba történő szállítása több tényező alapján különböző mennyiségű hulladékot bocsát ki. Ha az anyagok forrása távolabb van az RFID gyártól, akkor nagyobb mennyiségű üvegházhatású gáz kerül a légkörbe. A szállítás típusa befolyásolhatja a légkörbe kibocsátott gáz mennyiségét is. A hajók és a repülőgépek lényegesen több üvegházhatású gázt bocsátanak ki, mint a vonatok vagy a teherautók. Az RFID címkék gyártási folyamatának első része a chip készítése. Ehhez szükséges a szilícium és a nikkel. Ez mérsékelt mennyiségű hulladékot hoz létre, mivel a szilíciumot le kell vágni az egyes forgácsok előállításához (3). Ez a folyamat nagy mennyiségű villamos energiát használ fel, és attól függően, hogy milyen elektromos termelési forrást használnak, nagy mennyiségű üvegházhatású gáz szabadul fel. A forgács kivágása után a nikkel ACP-t a szilíciumra helyezzük. Ez minimális mennyiségű hulladékot hoz létre, mivel csak a szükséges mennyiségű nikkelt melegítik fel ahhoz, hogy elég képlékeny legyen ahhoz, hogy a forgácsra kerüljön (3). A nikkel fűtése villamos energiát is felhasznál, és a keletkező kibocsátás attól függ, hogy az elektromos termelés melyik formája van a legközelebb a gyárhoz. Ezután a nyers rézet az antennába kell formálni. Ha a réz lapban kerül szállításra, akkor csak a lézervágó (1) táplálásához van szükség villamos energiára. Ha más formában érkezik, akkor a rézet fel kell melegíteni, préselni kell, majd a lézervágóhoz (1) lehet menni. Attól függően, hogy a gyár milyen anyagot használ, sokkal több villamos energiát használhatnak fel, ami több kibocsátást eredményez. Ebből a folyamatból nem keletkezik fizikai hulladék, mivel a réz, amely a lyukasztóprés után nem válik tényleges antennává, újra felhasználható más antennákhoz, vagy eladható más gyártóknak. Ezután az antennát és a chipet poliuretánnal együtt helyezzük el. A poliuretánt pontos robotokkal helyezzük fel, ami minimálisra csökkenti a ragasztó használatát, megszabadulva a fizikai hulladéktól (1). Ez azonban nagy mennyiségű villamos energiát fogyaszt. A kibocsátás attól függ, hogy hol található a gyár, és milyen elektromos termelés biztosítja a gyár energiáját. Ezután elő kell készíteni az aljzatot. A kisállat zsetonban érkezik. Le kell olvasztani ahhoz, hogy szubsztrátummá váljon (1). A folyadékot ezután egy hengeren átnyomják, amely az anyagot nagyon vékonyvá teszi, amikor megszárad (1). Ezután lézervágót használnak az aljzat kivágására. Ebből a folyamatból nincs fizikai hulladék, mivel a megmaradt háziállatot újra fel lehet olvasztani és újra fel lehet használni. Elektromos kemencét használnak a háziállat megolvasztására. Ezt azután robotok vezetik az aljzatra, amelyek aztán a chipet és az antennaegységet az aljzatra helyezik (1). A kibocsátásokat ismét meghatározzák, hogy a gyár milyen elektromos generációt használ. Ezt követően az RFID címke befejeződött. A szállításból származó kibocsátás attól függ, hogy a termék milyen messzire halad. Ha a vevő félúton van a világon, akkor a kibocsátás sokkal magasabb lesz, mint ha a címkét országon belül szállítják. Használat közben az RFID címkéket általában nem lehet fenntartani; azonban nagy hatékonysággal újrahasznosítják őket.

az RFID-címkék nagy újrahasznosíthatósággal és könnyű hulladékgazdálkodással rendelkeznek használatuk után, ami minimális káros hatást gyakorol a környezetre. Az RFID címke használata során, ha egy RFID címke megszakad, az egész címke kicserélésre kerül, mert sokkal könnyebb ezt megtenni, mint a címke egy kis részét kicserélni. A címke használati ideje rövid, mivel amikor a nyomon követett elem eljut a rendeltetési helyére, akkor a címkét kidobják. Az RFID-címkék újrafelhasználhatósága alacsony, mivel a legtöbb RFID-címkét a papírcímkében történő szállításra szolgáló cikkekre helyezik, és ezek az újrahasznosításba kerülnek, amint az emberek megkapják a csomagot (7). Az élő szervezetekbe vagy az azokon található címkéket azonban általában újra fel lehet használni, ha leválik, vagy ha kiveszik (7). Az RFID-címkék belsejében található anyagok nagy része újrahasznosítható. Az egyetlen olyan anyag, amelyet nem újrahasznosítanak, a chipből származó ragasztók (7). Azonban a chipen lévő nikkel, a chip szilíciuma, az antennából származó réz és a hordozó mind újra felhasználható (7). Ennek érdekében a címkét a chipre, az antennára és a hordozóra (7) bontják. Az antennából származó réz megolvad, és más gyárakba küldik rézvezetékek, rézlemezek céljából, vagy akár még egyszer RFID antennákká válnak (7). A szubsztrátum újrahasznosítása is egyszerű, mivel megolvasztható, hogy visszaadja a PET (7) alapanyagát. Csakúgy, mint a réz, eladható más vállalatoknak, akik PET-t akarnak, vagy újra felhasználható több hordozóra (7). A nikkel a legnehezebben újrahasznosítható anyag, mivel megolvad a szilíciumra. A nikkel megszerzése érdekében az egész forgácsot megolvasztják, majd az olvadt nikkelt különböző sűrűsége miatt elválasztják a szilíciumtól (7). Az elválasztás után a nikkelt lehűtjük és gyárakba küldjük. A szilíciumot szintén lehűtik, majd megolvasztás után elküldik a gyárakba. Mindezen anyagok esetében nagy mennyiségű RFID-címkét kell feldolgozni annak érdekében, hogy nyereséges mennyiségű anyagot kapjunk az IF RFID-címkék belsejében lévő alacsony anyagmennyiség miatt (7). Ez különösen igaz a nikkelre. A ragasztók a komponensek (7) olvadásából származó hulladékok. Mivel azonban rendkívül kis mennyiségű ragasztó van, minimális hulladékot eredményez. Az RFID címkék hulladékkezelése nagyon egyszerű. Mivel az RFID-címkéken belül szinte az összes anyag újrahasznosítható, az RFID-címkéket a Lomtárba lehet dobni (7). Ez lehetővé teszi, hogy az RFID-címke nagy mennyiségű eredeti anyagot ne pazaroljon és újrafelhasználjon, ami alacsony hulladékot és kibocsátást eredményez.

az RFID címke hatása világunkra lenyűgöző, figyelembe véve az alacsony hulladékot és kibocsátást, amelyek minimális környezeti károkat okoznak. Az RFID-címkék gyártásából származó kibocsátások nagy része a gyártásukhoz szükséges nagy mennyiségű villamos energiának köszönhető. A teljes anyagfelhasználás meglehetősen alacsony, ami azt eredményezi, hogy a kitermelésből származó hulladék is alacsony. Továbbá, mivel az anyagok nagy része újrahasznosítható, ez nagyon alacsony hulladékot eredményez a címke teljes életciklusa alatt.

Idézett Munka

1. Baba, Shunji, et al. Rádiófrekvenciás azonosító (RFID) címke és annak gyártási módszere

2. Cavette, Chris. “Réz.”Hogyan készülnek a termékek, www.madehow.com/Volume-4/Copper.html

3. “RFID címkék építése-RFID Chip és Antenna.”RFID4U, rfid4u.com/rfid-basics-resources/dig-deep-rfid-tags-construction

4. “Polietilén-tereftalát (PET) gyártási és gyártási folyamat.”Megbízható piaci információk a globális vegyipari, Energia-és Műtrágyaipar számára, November 6. 2007, www.icis.com/resources/news/2007/11/06/9076427/polyethylene-terephthalate-pet-production-and-manufacturing-process/

5. “Poliuretán.”Hogyan készülnek a termékek, www.madehow.com/Volume-6/Polyurethane.html

6. Roberti, Mark. “Kérdezze Meg A Szakértői Fórumot.”Milyen anyagokból készülnek az RFID címkék? – Kérdezze meg a szakértői fórumot-RFID folyóirat, www.rfidjournal.com/blogs/experts/entry?11066

7. Schindler, Helen Rebecca és munkatársai. “SMART TRASH: tanulmány az RFID címkékről és az újrahasznosító iparról.” (2012)

8. Sert, Emine és Ferhan Atalay. “n-butil-akrilát előállítása akrilsav Észterezésével N-Butanollal Pervaporációval kombinálva.”Vegyészmérnöki és feldolgozó: Folyamatintenzifikáció, Elsevier, április 30. 2014, www.sciencedirect.com / tudomány / cikk / pii / S0255270114000865

9. “Szilícium.”Hogyan készülnek a termékek, www.madehow.com/Volume-6/Silicon.html

10. Wise, Edmund Merriman és John Campbell Taylor. “Nikkel Feldolgozás.”Encyclopedia (Britannica Enciklopédia), Encyclopedia (Britannica), Inc., 5 Szeptember. 2013, www.britannica.com / technológia / nikkel-feldolgozás

Charles Ringham

SAS 043

Cogdell professzor

6 December 2018

RFID címkék energia életciklusa

a rádiófrekvenciás azonosítást (RFID) általában a modern világban használják, a valós idejű nyomon követéstől a háztartási háziállatok forgácsolásáig, ha elvesznek. Hallottál már az Amazon pénztáros nélküli üzletéről? Ezek csak az RFID miatt működnek. Az RFID két részből áll, a címkéből és az olvasóból, amelyek kéz a kézben működnek: az olvasó beolvassa a címkét. Kétféle címke létezik: aktív, amely mikrochip segítségével küldi vissza az adatokat az olvasónak; és passzív, amely csak olvasható. A passzív chipek csak néhány láb távolságra vannak, de nincs szükségük áramforrásra; energiájukat az olvasó elektromágneses hullámaiból kapják. Bizonyos szempontból a passzív RFID címkék olyanok, mint a vonalkódok, de sokkal hatékonyabbak, mivel nem adják ki a saját jelüket, csak az olvasó közelében kell lenniük. Erre példa a pénztáros nélküli üzlet ajtaján való kisétálás, a kijáraton vannak olyan olvasók, akik átvizsgálják a passzív címkéket minden olyan tételben, amely az ügyfélnél van, majd számlájukat automatikusan kiszámlázzák. Az elemek címkéi nem továbbítanak saját adatokat az olvasóknak. Az aktív RFID sokkal nagyobb hatótávolsággal rendelkezik, több száz lábig terjed, és áramforrást igényel. Ezeket általában a csomagok létesítményeken belüli nyomon követésére használják, mivel az olvasó az épület bármely pontján pingelheti az aktív címkét, és megkaphatja a helyet. Összességében az RFID praktikus és hatékony, és nem használ sok energiát, legalábbis magának az eszköznek. Az RFID címkékben elég sok megtestesült energia van, ami azt jelenti, hogy sok energiát fektetnek a gyártási folyamatba. Bár az aktív és passzív RFID-címkék rendkívül hasznosak a különböző típusú adatok nyomon követésében, gyártásában és érzékelésében, nagy mennyiségű energiát igényel mindkét típusú RFID-címke előállításához, beleértve a mikrochipek létrehozását mindkettőben, az aktív címkék akkumulátorait és a fogyasztóhoz történő szállítást.

mind a passzív, mind az aktív RFID rendszerek működéséhez mikrochipekre (integrált áramkörökre) van szükség, amelynek kiterjedt gyártási folyamata sok energiát igényel. A mikrochipek előállításához szükséges kritikus fém a szilícium, amely szerencsére az egyik leggyakoribb elem a földön. Azonban még mindig bányászni kell, ami sok energiát igényel, és a forrás nagyon gyors ütemben kimerül (Steadman). A gyártási folyamat mikrochipenként túlzott mennyiségű energiát igényel, több száz lépésben elosztva. A gyártási folyamat legfontosabb részei A Szilícium tisztítása, az épületen belüli megfelelő feltételek fenntartása, valamint a végső chip létrehozása. A modern mikrochipek gyártásához a felhasznált szilíciumnak majdnem száz százalékos tisztaságúnak kell lennie a tranzisztorok nagyon kis mérete miatt. 2018-ban az egy centiméteres négyzet alakú mikrochipen a tranzisztorok közös száma körülbelül két milliárd. Ha a szilíciumon szennyeződések vannak, például porrészecske vagy túl nagy felületi érdesség, akkor az egész chip elektromosan meghibásodik. Ennek a rendkívül alacsony entrópiás szilíciumnak a előállításához kétezer ötszáz Fahrenheit fokig kell melegíteni egy kemencében, amelyet argongázzal tisztítottak, így nincs levegő. Ez a fűtési folyamat hatalmas mennyiségű energiát igényel, ami csak növekszik, mivel a nagyobb tisztaságú szilícium szükségessége tovább növekszik. Ezután ott van a tényleges ostyagyártáshoz felhasznált energia, miután a szilícium a legtisztább formában van, és megfelelő körülmények között megmunkálható. Az ebben a gyártási szakaszban felhasznált energia a gyártóüzemben felhasznált teljes energia harminc-negyven százaléka. Miután a szilícium tiszta, kétharmad milliméter vastag ostyákra vágják. Vágásuk után több csiszolási folyamaton mennek keresztül, hogy a felületi érdességet milliméternél kevesebbre csökkentsék. Most a számítógéppel segített tervező szoftver segítségével tervezett áramköri terveket fotolitográfiai eljárással lehet az ostyákra vésni, általában körülbelül negyven rétegből áll (cplai, YouTube). A Szilícium ostyákat olyan vegyszerrel vonják be, amely reagál a fényre, amelynek létrehozásához és tisztításához több energiára van szükség. Ez a folyamat sok energiát igényel, különösen a sokféle célra előállított mikrochipek tömegmennyisége miatt. Az RFID címkék mikrochipeket használnak,de szinte minden elektronikus eszköz is. Végül a mikrochip előállításához szükséges teljes energia ötven százalékát az épület megfelelő körülményeinek fenntartására használják. Az épületek levegője köbméterenként legfeljebb száz részre korlátozódik, mivel a gyártási szakaszban sehol sem lehetnek olyan részecskék, amelyek megérintik a szilícium chipeket vagy az áramköri terveket. Az ilyen körülmények fenntartásához felhasznált energia a szellőzés és a légkondicionálás (Williams) között oszlik meg. Összességében az egy centiméteres négyzet alakú chip előállításához felhasznált villamos energia másfél kilowattóra. Egy teljes ostya előállításához ez a szám közel kétezer kilowattóra (Decker). Ennek az energiának a nagy részét még mindig fosszilis tüzelőanyagok elégetésével állítják elő, ami nagyon káros a környezetre és fenntarthatatlan. Az RFID-címkék gyártási folyamata azonban még nem fejeződött be, mivel az aktív címkékhez továbbra is akkumulátorokra van szükség.

a passzív RFID címkékkel szemben, amelyek csak az olvasóból kapják energiájukat, az aktív RFID címkék akkumulátorokat igényelnek, hogy támogassák sokkal nagyobb hatótávolságukat és funkcióikat. Bár az utóbbi években az akkumulátorok hatékonyabbá váltak, a gyártási folyamat sok energiát igényel. Ennek az energiának a nagy része a lítium bányászatából származik, amely a modern lítium-ion akkumulátorok kulcseleme. Az ilyen típusú akkumulátorokat sokféle termékben használják, beleértve az okostelefonokat az elektromos autókhoz. A nyers lítiumot sóoldatokból vagy sóban gazdag vizekből lehet kivonni, amelyeket a felszínre pumpálnak, és a víz néhány hónap alatt elpárolog. Sok só maradt, a lítium az egyik későbbi. A sóban gazdag vizek felszínre szivattyúzásának folyamata sok energiát igényel, amit a világ minden táján végeznek, a legtöbbet Ausztráliában és Dél-Amerikában (Foehringer). Miután a nyers lítiumot bányászták, lítium-karbonáttá kell feldolgozni az akkumulátorokban és más termékekben való felhasználásra, de ez több energiát igényel a szállításhoz. Az akkumulátor létrehozásához más ritka fémek, például kobalt, nikkel és grafit szükségesek, amelyek sokkal több energiát igényelnek, különösen mivel a források kimerültek és mélyebb bányákat kell létrehozni. Ezután ezeket az anyagokat össze kell állítani egy lítium-ion cella gyártásához, és sok cellát a mérettől függően egy kész akkumulátorba kell helyezni. Ezeket nagy gyárakban állítják elő, mivel mindenféle alkalmazásuk van, és ezeknek a gyáraknak nagy mennyiségű villamos energiára van szükségük a működéshez. Nem kell őket olyan tisztán tartani, mint a mikrochipgyártó létesítményeket, azonban a gép működtetéséhez sok energia szükséges. Ez a folyamat sok különböző termékre vonatkozik, de az aktív RFID-címkék megkövetelik ezeket az elemeket, és részt kell venniük a nagy energiafogyasztó feldolgozóiparban. Miután a mikrochipeket és az elemeket előállították, az RFID címkék összeszerelhetők. Ez ismét a gyárakon belül történik, növelve a teljes energia-és villamosenergia-mennyiséget. Ami a villamos energiát illeti, az eddig felsorolt összes folyamatban felhasznált villamos energiát többnyire nem megújuló forrásokból, például szén vagy fosszilis tüzelőanyagok égetéséből állítják elő. Ezen üzemanyagok esetében több energiát fordítanak az olaj – és szénkitermelés hatalmas iparára. Ezután ezeknek az üzemanyagoknak az elégetése csak körülbelül negyven százalékos hatékonyságot eredményez, ami hatalmas energiaveszteséget (potenciális villamos energiát) eredményez a fűtéshez. A megújuló forrásokból, például szél-és napenergiából származó villamos energia még mindig sok energiát igényel a szélturbinák vagy napelemek előállításához. A fotovoltaikus cellák előállításához ritka fémekre van szükség, és hatékonyságuk sem túl magas, ami tovább növeli az RFID-címkék gyártásához közvetlenül nem felhasznált energiát.

az RFID-címkék létrehozásának utolsó energiaigényes lépése az anyagok, a végtermékek és az energiafelhasználás életük során történő szállítása. A földi szállítás nagy többsége jelenleg benzines vagy dízelüzemű járművekből áll. Mint korábban említettük, ezeket az anyagokat a föld alatt kell összegyűjteni, és sok energiát igényelnek. A nyersolajnak kiterjedt feldolgozási eljárásokon kell keresztülmennie ahhoz, hogy benzin-vagy dízelmotorokban hasznos legyen, több energiát igényel. Ezenkívül a benzinmotorok szintén csak körülbelül harminc százalékkal hatékonyak az üzemanyagból származó energia mozgásba történő átalakításában, ahol a többi elveszik a hő miatt. Számos terméket nagy távolságokra is szállítanak repülőgépekkel, ami növeli a fosszilis tüzelőanyagok fogyasztását és elégetését. Miután a végtermékek elérték a rendeltetési helyüket, még mindig szükségük van némi energiára a működéshez, mivel az energiafelhasználás nagy része be van ágyazva. Az aktív címkékben lévő akkumulátorokat fel kell tölteni, de ez alig hasonlítható össze a folyamat többi részében felhasznált energiával. Mind az aktív, mind a passzív címkék olvasói szintén nem igényelnek sok energiát, csak egy kimenet szükséges. Az üzletekbe szállított villamos energia azonban továbbra is többnyire fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származik.

összességében a gyártási folyamatok alacsony hatékonysága miatt az RFID címke előállításához szükséges teljes bemeneti energia drámaian megnő. A három fő összetevő, a mikrochip és az akkumulátorgyártás, valamint a szállítás nagyon nagy mennyiségű energiát igényel mind az anyagok összegyűjtéséhez, mind a gyárak működtetéséhez. Az akkumulátor élettartama miatt az aktív RFID címkék élettartama körülbelül három-öt év (Smiley). Túl kicsiek az akkumulátor javításához vagy újratöltéséhez, ezért gyakran cserélik őket. Ez körülbelül ugyanannyi idő, amikor egy számítógépes chip elavul, ami azt jelenti, hogy a folyamatnak folytatnia kell egy új chip gyártását, tovább növelve az energiafelhasználást. Másrészt a passzív RFID chipek nem rendelkeznek akkumulátorokkal, így élettartamuk meghatározatlan és elméletileg végtelen, és nem igényelnek további energiát a működéshez, kivéve az olvasót. Összefoglalva, a felszínen úgy tűnik, hogy az RFID-címkék méretük miatt rendkívül alacsony energiájúak, és milyen kevés energiát igényelnek a működéshez, de a beágyazott energia meghaladja azt, amit a legtöbb ember gondol. Nem csak a mikroprocesszorok és akkumulátorok gyártási folyamatai igényelnek sok villamos energiát, hogy a villamos energia többnyire fosszilis tüzelőanyagok gyűjtéséből és elégetéséből származik, vagy megújuló források előállításából, amelyek szintén sok energiát igényelnek.

bibliográfia

Argyrou, Marinos, et al. Az UHF RFID olvasók energiafogyasztásának megértése mobiltelefon-érzékelő alkalmazásokhoz. Edinburgh-i Egyetem, homepages.inf.ed.ac.uk/mmarina/papers/wintech12.pdf.

Bonsor, Kevin és Wesley Fenlon. “Hogyan működik az RFID.”HowStuffWorks, 5 November. 2007, electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm.

cplai. “Hogyan készülnek szilícium ostyák és számítógépes chipek?”YouTube, YouTube, 5 Elront. 2008, www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ.

Decker, Kris. “A digitális technológia szörny lábnyoma.”LOW-TECH magazin, 16 június 2009, www.lowtechmagazine.com/2009/06/embodied-energy-of-digital-technology.html.

Foehringer, Emma. “A lítium-Ion akkumulátorok gyártása rohamos, de milyen áron?”Greentech Media, Greentech Media, 20 Szeptember. 2017, www.greentechmedia.com / cikkek / olvas / lítium-ion-akkumulátor-termelés-is-hullámzó-de-at-mi-költség # gs.Rkhzya.

Ügyes, Jim. “Miért Olyan Drágák A Számítógépes Chipek?”Forbes, Forbes Magazin, 30 Április. 2014, www.forbes.com/sites/jimhandy/2014/04/30/why-are-chips-so-expensive/#3b47227279c9.

Nilsson, BJ Enterprn & Bengtsson, Lars & Wiberg, P.-A & Svensson, Bertil. (2007). Az aktív RFID protokolljai-az energiafogyasztás szempontja. 41 – 48. 10.1109 / SIES.2007.4297315.

RFID, csillag. “Star RFID gyártási folyamat.”YouTube, YouTube, 2 Április. 2014, www.youtube.com/watch?v=BJeZZS9-xHY.

Smiley, Suzanne. “RF fizika: hogyan áramlik az energia egy RFID rendszerben?”RFID bennfentes, 30 elront. 2018, blog.atlasrfidstore.com/rf-physics.

Steadman, Ian. “Kína Arra Figyelmeztet, Hogy Ritkaföldfém-Ásványai Elfogynak.”Vezetékes, vezetékes UK, 4 Október. 2017, www.wired.co.uk/article/china-rare-earth-minerals-warning.

ismeretlen. “Számítógépes Chip Életciklusa.”A környezetvédelmi műveltségi Tanács, enviroliteracy.org/environment-society/life-cycle-analysis/computer-chip-life-cycle/.

ismeretlen. “RFID címkék építése-RFID Chip és Antenna.”RFID4U, 2018, rfid4u.com/rfid-basics-resources/dig-deep-rfid-tags-construction/.

ismeretlen. “Félvezető gyártás: hogyan készül egy Chip.”Gyártás / hogyan készül egy Chip, www.ti.com/corp/docs/manufacturing/howchipmade.shtml.

Williams, Eric D, et al. Az 1,7 kilogrammos mikrochip: Energia-és anyagfelhasználás félvezető eszközök gyártásában. Egyesült Nemzetek egyeteme, www.ece.jhu.edu/~andreou/495/Bibliography/Processing/EnergyCosts/EnergyAndMaterialsUseInMicrochips_est.pdf.

Xinqing, Yan és Liu Xuemei. “Evaluating the Energy Consumption of RFID Tag Collision Resolution Protocols.” IEEE Xplore, IEEE, 2010, ieeexplore.ieee.org/document/5714503.