cykl życia znaczników RFID
Luca Vallesi
Sas 043 A04
profesor Cogdell
6 grudnia 2018
cykl życia znaczników RFID Analiza odpadów i emisji
znaczniki identyfikacji radiowej, znaczniki RFID w skrócie, to małe, lekkie urządzenia używane do śledzenia. Mogą śledzić wszystko, począwszy od zwierząt, przedmiotów w fabrykach, przedmiotów wysyłanych, a nawet recyklingu. Znaczniki RFID działają poprzez wysyłanie fal radiowych do odbiornika. Ponieważ znaczniki RFID mogą być umieszczane na wkładkach, inteligentnych etykietach papierowych lub zamknięte w materiale z tworzywa sztucznego lub szkła, można je umieścić w dowolnym miejscu (3). Komponenty znacznika RFID to antena, chip RFID i podłoże (3). Podłoże to miejsce, w którym tag jest umieszczony razem i jest wkładką, etykietą papierową lub kapsułką. Chip RFID jest tym, co sprawia, że RFID jest RFID. Kontroluje częstotliwość wysyłania fal radiowych i zawiera pamięć, kiedy fale są wysyłane z powrotem do znacznika (3). Same fale są odbierane i wysyłane przez antenę. Antena jest zwykle wykonana z miedzi, aluminium i srebra (3). Istnieją dwa różne typy znaczników RFID do różnych celów. Znaczniki RFID o bardzo wysokiej częstotliwości są używane w przypadku krótkiego zasięgu, ale czujnik może przechwycić bardzo dużą ilość znaczników (7). Z drugiej strony znaczniki o niskiej częstotliwości mogą być wybierane z czujnika z dużej odległości, jednak czytnik skupia się tylko na tym znaczniku (7). Znaczniki RFID pomagają naszemu światu działać wydajnie. Szybkość, z jaką mogą śledzić i zarządzać przedmiotami, pozwala firmom produkować więcej swoich produktów. Zwierzęta domowe i przestępcy znajdują się szybciej, skracając czas spędzony na zadaniach, które teoretycznie nigdy nie mogłyby zostać ukończone. Dzięki dokładnej analizie odpadów i emisji spowodowanych wydobyciem materiałów i produkcją znaczników RFID można zauważyć, że negatywny wpływ na środowisko jest znikomy w porównaniu z pozytywnym wpływem społeczno-ekonomicznym, jaki te małe urządzenia mają na nasze społeczeństwo.
wiele materiałów jest wydobywanych na znaczniki RFID i tworzy odpady, ale ze względu na niewielką ilość materiałów wymaganych do produkcji wpływ na środowisko jest dość niewielki. Do wytworzenia Chipa RFID wymagany jest krzem. Fabryczna produkcja krzemu ogranicza ilość odpadów do minimum. Produkty uboczne, takie jak dym krzemionkowy, krzemionka drobnoziarnista i żużel, są sprzedawane przez producentów innym firmom, które używają tego materiału (9). Do produkcji krzemu wykorzystuje się elektryczne Piece łukowe, które emitują do powietrza niewielkie ilości cząstek stałych (9). Chip RFID ma anizotropową pastę przewodzącą (ACP), która pozwala na przepływ prądu elektrycznego przez chip. ACP w chipie składa się z niklu. Duża ilość odpadów jest wytwarzana poprzez przetwarzanie i ekstrakcję niklu. Wynika to z wytopu rud zawierających tylko 1 do 3 procent niklu (3). W Rudzie obecne są inne metale użytkowe, ale większość z nich jest materiałem bezużytecznym, który może być tylko wyrzucony. Jednak odpady te są nietoksyczne, ponieważ są to tylko skały i bezużyteczny Materiał organiczny. Następnie do anteny wymagana jest miedź. Miedź tworzy duże ilości produktów ubocznych. Produkty uboczne, takie jak kwas siarkowy, złoto, srebro i inne metale szlachetne, są odzyskiwane i sprzedawane dla zysku (2). Inne produkty uboczne, takie jak nadkład z górnictwa, odpady z zagęszczania i żużel z wytopu są odpadami (2). Odpady te są szczególnie niebezpieczne ze względu na duże ilości niebezpiecznych substancji chemicznych, takich jak ołów i arsen (2). Substancje te stanowią poważne zagrożenie dla otaczającego obszaru, w którym są uwalniane (2). Aby utrzymać układ RFID i antenę razem, wymagany jest klej. Klej wykonany jest z poliuretanu. Podczas produkcji poliuretanu powstaje bardzo mało odpadów. Ponieważ poliuretan jest materiałem sztucznym, produkcję można kontrolować, aby kupić tylko odpowiednią ilość materiałów startowych, aby zapobiec nadmiarowi. W celu wytworzenia poliuretanu, poliol i diizocyjanian są mieszane w zbiorniku, a następnie przesyłane do wymiany ciepła (5). Wymiana ciepła jest elektryczna, co minimalizuje emisję gazów cieplarnianych (5). Wymiana ciepła powoduje, że chemikalia reagują, tworząc stan, który jest wymagany, w tym przypadku, klej (5). W ten sposób nie powstają żadne odpady, z wyjątkiem pary wodnej i dodatkowych materiałów startowych, które nie reagują z wytworzeniem kleju (5). Następnie do podłączenia chipa i anteny do podłoża wymagany jest akrylan n-butylu. Akrylan n-butylu jest podobny do poliuretanu, ponieważ oba wytwarzają niewiele odpadów. Jednym z produktów ubocznych produkcji akrylanu jest woda (8). Produkcja akrylanu jest bardzo wydajna, przekształcając 96,3 procent całego kwasu akrylowego wprowadzonego do produkcji i 100 procent N-butanolu (8). Pozostałość 3,7 procent kwasu akrylowego jest ponownie wykorzystywana w innej partii akrylanu n-butylu (8). Podłoże wykonane jest z politereftalanu etylenu (PET). Ma to również bardzo mało produktów ubocznych. Głównym produktem ubocznym produkcji PET jest woda (4). Produkcja PET wykorzystuje próżnie i ciśnienie zamiast ciepła (4). Usuwa to gazowy produkt uboczny, który może być spowodowany ogrzewaniem chemikaliów. Jedynym innym produktem ubocznym byłby nadmiar glikolu monoetylenowego, kwasu tereftalowego i tereftalanu dimetylu; trzy materiały startowe (4). Ogólnie rzecz biorąc, straty z ekstrakcji i produkcji materiałów wymaganych do produkcji znaczników RFID są niskie. Wynika to w dużej mierze z małej ilości materiałów potrzebnych do zbudowania znacznika RFID. Zdecydowana większość tych materiałów sprawia, że niewiele lub nie ma odpadów, a spośród tych, które robią, tylko kilka produktów ubocznych można zaklasyfikować jako odpady. Po wyodrębnieniu i przetworzeniu tych materiałów są one wysyłane do fabryk znaczników RFID i rozpoczyna się produkcja znaczników.
proces produkcji znacznika RFID nie generuje prawie żadnych odpadów, a jednocześnie zużywa duże ilości energii elektrycznej, co może skutkować wysokimi emisjami. Transport materiałów do fabryki uwalnia różne ilości odpadów w oparciu o wiele czynników. Jeśli źródło materiałów znajduje się dalej od fabryki RFID, większa ilość gazów cieplarnianych zostanie uwolniona do atmosfery. Rodzaj transportu może również wpływać na ilość gazu emitowanego do atmosfery. Łodzie i samoloty będą wytwarzać znacznie więcej gazów cieplarnianych niż pociągi lub ciężarówki. Pierwszą częścią procesu produkcji znaczników RFID jest wykonanie Chipa. Wymaga to krzemu i niklu. Tworzy to umiarkowaną ilość odpadów, ponieważ krzem musi być cięty w celu wytworzenia poszczególnych wiórów (3). Proces ten wykorzystuje duże ilości energii elektrycznej i w zależności od tego, jakie źródło energii elektrycznej jest wykorzystywane, uwalniane są duże ilości gazów cieplarnianych. Po wycięciu wiórów, nikiel jest nakładany na krzem. Tworzy to niewielkie ilości odpadów, ponieważ tylko wymagana ilość niklu jest podgrzewana, aby była wystarczająco plastyczna, aby można ją było umieścić na wiórach (3). Ogrzewanie niklu wykorzystuje również energię elektryczną, a emisja wytwarzana zależy od tego, jaka forma wytwarzania energii elektrycznej jest najbliższa fabryce. Następnie surowa miedź musi zostać ukształtowana w antenę. Jeśli miedź jest dostarczana w arkuszu, energia elektryczna jest wymagana tylko do zasilania wycinarki laserowej (1). Jeśli występuje w innych formach, miedź musi zostać podgrzana, prasowana, a następnie może przejść do wycinarki laserowej (1). W zależności od tego, jakiego rodzaju materiału fabryka zdecyduje się użyć, mogli oni zużywać znacznie więcej energii elektrycznej, co skutkowało większą emisją. Z tego procesu nie powstają żadne fizyczne odpady, ponieważ miedź, która nie staje się rzeczywistą anteną po prasie wykrojnikowej, może być ponownie wykorzystana dla innych anten lub może zostać sprzedana innym producentom. Następnie antena i układ scalony są łączone z poliuretanem. Poliuretan nakładany jest za pomocą precyzyjnych robotów, co minimalizuje użycie kleju, pozbywając się fizycznych odpadów (1). Zużywa to jednak dużą ilość energii elektrycznej. Emisje zależą od tego, gdzie znajduje się fabryka i od tego, jakie wytwarzanie energii elektrycznej dostarcza fabryce energii. Następnie należy przygotować podłoże. Zwierzę przybywa w chipsach. Należy go przetopić, aby uzyskać podłoże (1). Ciecz jest następnie przepychana przez wałek, który sprawia, że materiał jest bardzo cienki po wyschnięciu (1). Następnie do wycinania podłoża służy wycinarka laserowa. Nie ma fizycznych odpadów z tego procesu, ponieważ resztki PET można ponownie stopić i ponownie wykorzystać. Piec elektryczny służy do stopienia PET. Jest to następnie doprowadzane do podłoża przez roboty, które następnie umieszczają układ scalony i zespół anteny na podłożu (1). Emisje są ponownie określane w zależności od tego, jaką formę wytwarzania energii elektrycznej wykorzystuje fabryka. Następnie tag RFID jest gotowy. Emisje z transportu zależą od tego, jak daleko produkt się przemieszcza. Jeśli kupujący znajduje się w połowie świata, emisje będą znacznie wyższe niż w przypadku, gdy tag jest wysyłany w obrębie kraju. Podczas używania znaczników RFID zazwyczaj nie można ich konserwować; są one jednak poddawane recyklingowi z dużą wydajnością.
znaczniki RFID mają wysoką zdolność do recyklingu, a także łatwą gospodarkę odpadami po ich użyciu, co skutkuje minimalnym szkodliwym wpływem na środowisko. Podczas używania znacznika RFID, jeśli znacznik RFID ulegnie awarii, cały znacznik zostanie zastąpiony, ponieważ jest to znacznie łatwiejsze niż zastąpienie jednej małej części znacznika. Okres użytkowania znacznika jest krótki, ponieważ gdy śledzony element dotrze do miejsca docelowego, znacznik zostanie wyrzucony. Wielokrotnego użytku znaczników RFID jest niska, ponieważ większość znaczników RFID umieszcza się na przedmiotach przeznaczonych do wysyłki na etykiecie papierowej, a te trafiają do recyklingu po otrzymaniu paczki (7). Jednak znaczniki, które wchodzą w organizmy żywe lub na nich, mogą być Zwykle ponownie użyte po ich wyłączeniu lub usunięciu (7). Wiele materiałów wewnątrz znaczników RFID można poddać recyklingowi. Jedynymi materiałami, które nie są poddawane recyklingowi, są kleje z Chipa (7). Jednak nikiel na chipie, krzem Chipa, miedź z anteny i podłoże mogą być ponownie użyte (7). Aby to zrobić, znacznik jest podzielony na chip, antenę i podłoże (7). Miedź z anteny jest topiona i wysyłana do innych fabryk w celu okablowania miedzianego, blach miedzianych lub nawet po to, aby ponownie stać się anteną RFID (7). Podłoże jest również łatwe do recyklingu, ponieważ można je również stopić, aby oddać Materiał podstawowy PET (7). Podobnie jak miedź, może być sprzedawany innym firmom, które chcą PET, lub może być ponownie użyty w celu uzyskania większej ilości substratu (7). Nikiel jest najtrudniejszym materiałem do recyklingu, ponieważ jest stopiony na krzemie. Aby uzyskać nikiel, cały chip jest topiony, a następnie stopiony nikiel jest oddzielany od krzemu ze względu na jego różne gęstości (7). Po oddzieleniu nikiel jest chłodzony i wysyłany do fabryk. Krzem jest również chłodzony i wysyłany do fabryk po stopieniu. W przypadku wszystkich tych materiałów należy przetworzyć dużą ilość znaczników RFID, aby uzyskać opłacalną ilość materiałów ze względu na małą ilość materiałów wewnątrz znaczników RFID (7). Dotyczy to zwłaszcza niklu. Kleje są odpadem z topienia komponentów (7). Jednak ze względu na bardzo małe ilości kleju powoduje to minimalne straty. Zarządzanie odpadami dla znaczników RFID jest bardzo łatwe. Ponieważ prawie wszystkie materiały wewnątrz znaczników RFID można poddać recyklingowi, znaczniki RFID można wyrzucić do kosza (7). Pozwala to na dużą ilość oryginalnych materiałów, dzięki czemu znacznik RFID nie ulega zmarnowaniu i nie jest ponownie wykorzystywany, co skutkuje niskimi odpadami i emisjami.
wpływ znaczników RFID na nasz świat jest imponujący, biorąc pod uwagę niskie straty i emisje, które wytwarzają, co prowadzi do minimalnych szkód dla środowiska. Większość emisji wynikających z produkcji znaczników RFID wynika z dużej ilości energii elektrycznej wymaganej do ich produkcji. Ogólne zużycie materiału jest dość niskie, co powoduje, że odpady spowodowane ekstrakcją są również niskie. Ponadto, ponieważ większość materiałów może być poddana recyklingowi, skutkuje to bardzo niską ilością odpadów wytwarzanych w całym cyklu życia znacznika.
Praca Cytowana
1. Baba, Shunji i in. Znacznik identyfikacji radiowej (RFID) i sposób jego wytwarzania
2. Cavette Chris „Miedź.”Jak powstają produkty, www.madehow.com/Volume-4/Copper.html
3. „Budowa znaczników RFID-Chip RFID i Antena.”RFID4U, rfid4u.com/rfid-basics-resources/dig-deep-rfid-tags-construction
4. „Produkcja i proces wytwarzania politereftalanu etylenu (PET).”Zaufany Wywiad rynkowy dla globalnego przemysłu chemicznego, energetycznego i nawozowego, 6 lis. 2007, www.icis.com/resources/news/2007/11/06/9076427/polyethylene-terephthalate-pet-production-and-manufacturing-process/
5. „Poliuretan.”Jak powstają produkty, www.madehow.com/Volume-6/Polyurethane.html
6. Roberti, Mark. „Zapytaj Na Forum Ekspertów.”Z jakich materiałów wykonane są znaczniki RFID? – Zapytaj na forum ekspertów-Dziennik RFID, www.rfidjournal.com/blogs/experts/entry?11066
7. Schindler, Helen Rebecca, et al. „SMART TRASH: badanie na temat znaczników RFID i branży recyklingu.” (2012)
8. Sert, Emine i Ferhan Atalay. „produkcja akrylanu n-butylu przez estryfikację kwasu akrylowego N-Butanolem w połączeniu z przenikaniem.”Inżynieria Chemiczna i przetwarzanie: intensyfikacja procesów, Elsevier, 30 kwi. 2014, www.sciencedirect.com / science/article/pii / S0255270114000865
9. „Krzem.”Jak powstają produkty, www.madehow.com/Volume-6/Silicon.html
10. Wise, Edmund Merriman i John Campbell Taylor. „Recykling niklu.”Encyclopedia Britannica, Encyclopedia Britannica, Inc., 5 września 2013 r., www.britannica .com / technologia / obróbka niklu
Charles Ringham
Sas 043
profesor Cogdell
6 December 2018
cykl życia energii znaczników RFID
Identyfikacja radiowa (RFID) jest powszechnie stosowana we współczesnym świecie, od śledzenia w czasie rzeczywistym po odpryskiwanie zwierząt domowych na wypadek ich zagubienia. Słyszałeś kiedyś o sklepie bez kasjerów Amazon? Te działają tylko z powodu RFID. RFID składa się z dwóch części, znacznika i czytnika, które działają ramię w ramię: czytnik skanuje znacznik. Istnieją dwa rodzaje tagów: aktywne, które wykorzystują mikroprocesor do wysyłania danych z powrotem do czytnika; i pasywne, które można tylko odczytać. Pasywne chipy mają zasięg zaledwie kilku metrów, ale nie potrzebują źródła zasilania; odbierają swoją moc z fal elektromagnetycznych z czytnika. Pod pewnymi względami pasywne znaczniki RFID są jak Kody kreskowe, ale są znacznie bardziej wydajne, ponieważ nie emitują własnego sygnału, muszą tylko znajdować się w pobliżu czytnika. Przykładem tego jest wyjście do sklepu bez kasjerów, przy wyjściu znajdują się czytniki, które skanują pasywne tagi w każdym towarze, który klient ma przy sobie, a następnie jego konto jest automatycznie rozliczane. Znaczniki na elementach nie przekazują czytelnikom żadnych własnych danych. Aktywny RFID ma znacznie większy zasięg, sięgający setek stóp i wymaga źródła zasilania. Są one powszechnie używane do śledzenia pakietów w obiektach, ponieważ czytelnik może pingować aktywny tag w dowolnym miejscu budynku i uzyskać lokalizację. Ogólnie rzecz biorąc, RFID jest praktyczny i wydajny, i nie zużywa dużo energii, przynajmniej dla samego urządzenia. Znaczniki RFID zawierają sporo energii, co oznacza, że w proces produkcyjny jest dużo energii. Chociaż aktywne i pasywne znaczniki RFID są niezwykle przydatne w śledzeniu, produkcji i wykrywaniu różnych typów danych, do wytworzenia obu typów znaczników RFID potrzeba dużej ilości energii, w tym tworzenia mikroczipów w obu, baterii do aktywnych znaczników i transportu do konsumenta.
zarówno pasywne, jak i aktywne systemy RFID wymagają mikroczipów (układów scalonych) do działania, co ma rozbudowany proces produkcyjny, który wymaga dużo energii. Kluczowym metalem potrzebnym do produkcji mikroczipów jest krzem, który na szczęście jest jednym z najczęstszych pierwiastków na ziemi. Jednak nadal musi być wydobywany, co wymaga dużo energii, a źródło jest wyczerpywane w bardzo szybkim tempie (Steadman). Proces produkcyjny wymaga nadmiernej ilości energii na mikroczip, rozłożonej na setki kroków. Najważniejszymi częściami procesu produkcyjnego są oczyszczanie krzemu, utrzymywanie odpowiednich warunków wewnątrz budynku oraz tworzenie końcowego wióra. Aby nowoczesne mikroczipy mogły być wytwarzane, użyty krzem musi być prawie w stu procentach czysty ze względu na bardzo małe rozmiary tranzystorów. W 2018 r. wspólna liczba tranzystorów w mikroczipie kwadratowym o centymetrze kwadratowym wynosi około dwóch miliardów. Jeśli na krzemie znajdują się jakiekolwiek zanieczyszczenia, takie jak cząstka pyłu lub zbyt wysoka chropowatość powierzchni, cały układ ulegnie awarii elektrycznej. Aby wytworzyć ten krzemek o bardzo niskiej entropii, musi być podgrzany do temperatury 2500 stopni Fahrenheita w piecu, który został oczyszczony gazem argonowym, więc nie ma powietrza. Ten proces ogrzewania wymaga ogromnych ilości energii do ukończenia, która tylko wzrasta wraz z rosnącą potrzebą krzemu o wyższej czystości. Następnie jest energia zużywana do rzeczywistej produkcji wafli po tym, jak krzem jest w najczystszej postaci i można go obrabiać w odpowiednich warunkach. Energia zużywana w tej fazie produkcji to trzydzieści do czterdziestu procent całej energii zużywanej w zakładzie produkcyjnym. Gdy krzem jest czysty, jest cięty na wafle o grubości dwóch trzecich milimetra. Po cięciu przechodzą wiele procesów Polerowania, Aby zmniejszyć chropowatość powierzchni do mniej niż milionowej części milimetra. Teraz projekty obwodów, które zostały zaprojektowane przy użyciu oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo, można wytrawiać na płytkach za pomocą procesu fotolitograficznego, Zwykle składającego się z około czterdziestu warstw (cplai, YouTube). Wafle krzemowe są pokryte substancją chemiczną, która reaguje na światło, które wymaga więcej energii do wytworzenia i oczyszczenia. Proces ten wymaga dużo energii, zwłaszcza ze względu na masową ilość wytwarzanych mikroczipów, do wielu różnych celów. Znaczniki RFID używają mikrochipów, ale prawie każde urządzenie elektroniczne również. Wreszcie, pięćdziesiąt procent całkowitej energii przeznaczonej na produkcję mikroprocesora jest wykorzystywane do utrzymania odpowiednich warunków w budynku. Powietrze w budynkach jest ograniczone do nie więcej niż stu części na metr sześcienny, ponieważ nie może być żadnych cząstek, które dotykają chipów krzemowych lub projektów obwodów w dowolnym miejscu na etapie produkcji. Energia zużyta do utrzymania tych warunków jest dzielona na wentylację i klimatyzację (Williams). W sumie energia elektryczna zużyta do wytworzenia jednego centymetra kwadratowego Chipa wynosi półtora kilowatogodziny. Aby wyprodukować cały wafel, liczba ta wynosi blisko dwa tysiące kilowatogodzin (Decker). Większość tej energii jest nadal wytwarzana przez spalanie paliw kopalnych, co jest bardzo szkodliwe dla środowiska i niezrównoważone. Jednak proces produkcji znaczników RFID nie jest bliski zakończenia, ponieważ aktywne znaczniki nadal wymagają baterii.
w przeciwieństwie do pasywnych znaczników RFID, które pobierają energię tylko z czytnika, aktywne znaczniki RFID wymagają baterii, aby wspierać ich znacznie większy zasięg i funkcje. Chociaż w ostatnich latach baterie stały się bardziej wydajne, proces ich produkcji wymaga dużo energii. Większość tej energii pochodzi z wydobycia litu, kluczowego składnika nowoczesnych baterii litowo-jonowych. Tego typu baterie są używane w szerokiej gamie produktów, w tym smartfonach do samochodów elektrycznych. Surowy lit może być wydobywany z solanek lub wód bogatych w sól, które są wypompowywane na powierzchnię, a woda paruje w ciągu kilku miesięcy. Pozostało wiele soli, a lit jest jednym z późniejszych. Proces wypompowywania wód bogatych w sól na powierzchnię wymaga dużo energii, co odbywa się na całym świecie, z czego najwięcej w Australii i Ameryce Południowej (Foehringer). Po wydobyciu surowego litu musi on zostać przetworzony na węglan litu do użytku w bateriach i innych produktach, ale wymaga to więcej energii do transportu. Aby utworzyć baterię, konieczne są inne rzadkie metale, takie jak kobalt, nikiel i grafit, które wymagają dużo więcej energii, zwłaszcza że źródła są wyczerpane i muszą powstać głębsze kopalnie. Następnie wszystkie te materiały muszą być połączone w celu wytworzenia ogniwa litowo-jonowego, a wiele ogniw przechodzi do kompletnej baterii, w zależności od wielkości. Są one produkowane w dużych fabrykach, ponieważ mają różne zastosowania, a fabryki te wymagają dużej ilości energii elektrycznej do uruchomienia. Nie muszą być utrzymywane w czystości jak zakłady produkcyjne mikrochipów, jednak maszyny wymagają dużej mocy do pracy. Ponownie, proces ten dotyczy wielu różnych produktów, ale aktywne znaczniki RFID wymagają tych baterii i muszą uczestniczyć w dużym przemyśle wytwórczym zużywającym energię. Po wyprodukowaniu mikrochipów i baterii można zmontować znaczniki RFID. Odbywa się to ponownie wewnątrz fabryk, zwiększając całkowitą ilość energii i energii elektrycznej włożonej do nich. Jeśli chodzi o energię elektryczną, większość energii elektrycznej zużywanej w każdym z wymienionych dotąd procesów jest w większości wytwarzana ze źródeł nieodnawialnych, takich jak spalanie węgla lub paliw kopalnych. W przypadku tych paliw więcej energii zużywa się w ogromnym przemyśle wydobywczym ropy naftowej i węgla. Następnie spalanie tych paliw skutkuje jedynie około czterdziestoprocentową wydajnością, co skutkuje ogromnymi stratami energii (potencjalnej elektryczności) do ciepła. Dla energii elektrycznej, która pochodzi ze źródeł odnawialnych, takich jak wiatr i słońce, nadal wymaga dużo energii do produkcji turbin wiatrowych lub paneli słonecznych. Ogniwa fotowoltaiczne wymagają rzadkich metali do produkcji i nie mają bardzo wysokiej wydajności, co skutkuje dalszym zwiększeniem zużywanej energii, która nie jest bezpośrednio wykorzystywana do produkcji znaczników RFID.
ostatnim energochłonnym krokiem w procesie tworzenia znaczników RFID jest transport materiałów, produktów końcowych i zużycie energii w czasie ich życia. Zdecydowana większość transportu naziemnego składa się obecnie z pojazdów napędzanych benzyną lub olejem napędowym. Jak wcześniej wspomniano, materiały te muszą być gromadzone pod ziemią i wymagają dużo energii, aby to zrobić. Ropa naftowa musi przejść przez rozległe procedury przetwarzania, aby stać się przydatnym w silnikach benzynowych lub diesla, wymagających więcej energii. Ponadto silniki benzynowe są również tylko około trzydziestu procent wydajne w przekształcaniu energii z paliwa w ruch, gdzie reszta jest tracona na ciepło. Wiele produktów jest również transportowanych na duże odległości samolotami, co zwiększa zużycie i spalanie paliw kopalnych. Po produkty końcowe dotarły do miejsca przeznaczenia, nadal wymagają trochę energii do działania, przez większość zużycia energii jest wbudowany. Baterie w aktywnych tagach muszą być ładowane, ale jest to ledwo porównywalne z energią zużywaną w pozostałej części procesu. Czytniki zarówno aktywnych, jak i pasywnych tagów również nie wymagają dużo energii, konieczne jest tylko ujście. Jednak energia elektryczna dostarczana do punktów sprzedaży również nadal pochodzi głównie ze spalania paliw kopalnych.
ogólnie rzecz biorąc, niska wydajność w wielu procesach produkcyjnych powoduje, że całkowita energia wejściowa do wytworzenia znacznika RFID dramatycznie wzrasta. Każdy z trzech głównych komponentów, produkcja mikroczipów i akumulatorów, a także transport, wymagają bardzo dużych ilości energii zarówno do gromadzenia materiałów, jak i prowadzenia fabryk. Ze względu na żywotność baterii aktywne znaczniki RFID mają żywotność około trzech do pięciu lat (Smiley). Są zbyt małe, aby naprawić lub naładować baterię, więc często są wymieniane. Jest to mniej więcej tyle samo czasu, przez Jaki chip komputerowy stanie się przestarzały, co oznacza, że proces musi nadal tworzyć nowy chip, co jeszcze bardziej zwiększa zużycie energii. Z drugiej strony, pasywne chipy RFID nie posiadają baterii, więc ich żywotność jest nieokreślona i teoretycznie nieskończona, a do działania nie wymagają już więcej energii, z wyjątkiem czytnika. Podsumowując, na powierzchni wygląda na to, że znaczniki RFID mają bardzo niską energię ze względu na ich rozmiar i jak mało energii wymagają do działania, ale wbudowana energia wykracza poza to, co większość ludzi nawet myśli wziąć pod uwagę. Proces wytwarzania mikroprocesorów i akumulatorów wymaga nie tylko dużo energii elektrycznej do wykonania, że energia elektryczna pochodzi głównie z gromadzenia i spalania paliw kopalnych, lub z produkcji źródeł odnawialnych, które również wymagają dużo energii do wytworzenia.
Bibliografia
Argyrou, Marinos, et al. Zrozumienie zużycia energii przez Czytniki RFID UHF dla aplikacji wykrywających telefony komórkowe. University of Edinburgh, homepages.inf.ed.ac.uk/mmarina/papers/wintech12.pdf.
Bonsor, Kevin i Wesley Fenlon. „Jak działa RFID.”HowStuffWorks, 5 Lis. 2007, electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm.
cplai. „Jak robią Wafle krzemowe i chipy komputerowe?”YouTube, YouTube, 5 Mar. 2008, www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ
Decker, Kris. „Ślad potwora technologii cyfrowej.”Magazyn LOW-TECH, 16 czerwca 2009, www.lowtechmagazine.com/2009/06/embodied-energy-of-digital-technology.html
„Produkcja akumulatorów litowo-jonowych rośnie, ale jakim kosztem?”Greentech Media, Greentech Media, 20 Września 2017, www.greentechmedia.com / artykuly/Czytaj / litowo-jonowy-akumulator-produkcja-wzrasta-ale-w-jakim-koszcie#gs.RQKHzYA.
„Dlaczego Chipy Komputerowe Są Tak Drogie?”Forbes, Magazyn Forbes, 30 Kwi. 2014, www.forbes.com/sites/jimhandy/2014/04/30/why-are-chips-so-expensive/#3b47227279c9.
Nilsson, Björn & Bengtsson, Lars & Wiberg, P.-A & Svensson, Bertil. (2007). Protokoły dla aktywnego RFID-aspekt zużycia energii. 41 – 48. 10.1109 / SIES.2007.4297315.
„Star proces produkcji RFID.”YouTube, YouTube, 2 Kwi 2014, www.youtube.com/watch?v = BJeZZS9-xHY.
Smiley, Suzanne. „Fizyka RF: jak przepływa energia w systemie RFID?”RFID Insider, 30 Mar. 2018, blog.atlasrfidstore.com/rf-physics
„Chiny Ostrzegają, Że Kończą Się Minerały Ziem Rzadkich.”WIRED, WIRED UK, 4 października 2017, www.wired.co.uk/article/china-rare-earth-minerals-warning.
nieznany. „Cykl Życia Chipów Komputerowych.”Rada Ochrony Środowiska, enviroliteracy.org/environment-society/life-cycle-analysis/computer-chip-life-cycle/.
nieznany. „Budowa znaczników RFID-Chip RFID i Antena.”RFID4U, 2018, rfid4u.com/rfid-basics-resources/dig-deep-rfid-tags-construction/.
nieznany. „Semiconductor Manufacturing: How a Chip Is Made.”Produkcja / jak powstaje Chip, www.ti.com/corp/docs/manufacturing/howchipmade.shtml.
Mikroczip o wadze 1,7 kilograma: wykorzystanie energii i materiałów w produkcji urządzeń półprzewodnikowych. Uniwersytet Narodów Zjednoczonych, www.ece.jhu.edu/~andreou/495/Bibliography/Processing/EnergyCosts/EnergyAndMaterialsUseInMicrochips_est.pdf.
Xinqing, Yan i Liu Xuemei. „Evaluating the Energy Consumption of RFID Tag Collision Resolution Protocols.” IEEE Xplore, IEEE, 2010, ieeexplore.ieee.org/document/5714503.