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elettrodeposizione foglio rame (grado batteria)

copper foil electrodeposition (battery grade)

Filiera produzione foglio Cu 6-12 um per anodo Li-ion (~0.7 Mt/y, mercato dominato da TW/CN/JP). Catodo di rame raffinato disciolto in H2SO4 -> bagno CuSO4 + H2SO4 -> elettrodeposizione su tamburo titanio rotante (Ti drum cathode), velivelocita 1-2 m/min, current density 50-100 A/dm2 -> stripping del foglio -> slitting commerciale.

IRI
chem:copperFoilProductionPipeline
Unit Operation
3
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
1
CO₂eq cumulato
5.20 kg/kg
Produzione globale
0.7 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
4 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR cuBathDissolution["dissoluzione Cu in H2SO4 con sparging O2"] cuElectrodeposition["elettrodeposizione su catodo a tamburo Ti"] cuFoilSlitting["trattamento + slitting foglio"] s_copper(["rame"]):::role_rawMaterial s_copper --> cuBathDissolution s_sulfuricAcid(["acido solforico"]):::role_rawMaterial s_sulfuricAcid --> cuBathDissolution s_oxygen(["oxygen"]):::role_utility s_oxygen --> cuBathDissolution s_copperSulfateSolution(["bagno elettrolitico CuSO4 + H2SO4"]):::role_intermediate cuBathDissolution --> s_copperSulfateSolution s_water(["acqua"]):::role_byproduct cuBathDissolution -.-> s_water s_water --> cuElectrodeposition s_copperSulfateSolution --> cuElectrodeposition s_copperFoilCrude(["foglio Cu deposto (master roll)"]):::role_intermediate cuElectrodeposition --> s_copperFoilCrude cuElectrodeposition -.-> s_oxygen cuElectrodeposition -.-> s_sulfuricAcid s_copperFoilCrude --> cuFoilSlitting s_copperFoil(["foglio collettore Cu"]):::role_finalProduct cuFoilSlitting --> s_copperFoil classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003 classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030 classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333 classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642 classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444 classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033 classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506 classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima prodotto finale intermedio sottoprodotto scarto utility catalizzatore ⛏️ miniera --> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
🧪 dissoluzione Cu in H2SO4 con sparging O2 rame, acido solforico, oxygenbagno elettrolitico CuSO4 + H2SO4 —vasca dissoluzione Cu (acciaio rivestito Pb + sparger aria) 0.4—
🧪 elettrodeposizione su catodo a tamburo Ti acqua, bagno elettrolitico CuSO4 + H2SO4foglio Cu deposto (master roll) —cella elettrolitica foglio Cu (anodo Pb + tamburo Ti), catodo tamburo Ti rotante 4.5—
⚙️ trattamento + slitting foglio foglio Cu deposto (master roll)foglio collettore Cu —slitter foglio metallico 0.3—

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
dissoluzione Cu in H2SO4 con sparging O2 2 Cu + 2 H2SO4 + O2 -> 2 CuSO4 + 2 H2O -300.0 kJ/mol
elettrodeposizione su catodo a tamburo Ti 2 CuSO4 + 2 H2O -> 2 Cu(s) + 2 H2SO4 + O2 (bath regeneration) +290.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (2)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (3)
▫️ intermedio (2)
🩵 utility (1)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
dissoluzione Cu in H2SO4 con sparging O2 60–90 °C1.0–2.0 atmair
elettrodeposizione su catodo a tamburo Ti 40–60 °Catmair
trattamento + slitting foglio 20–35 °Catmair

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
dissoluzione Cu in H2SO4 con sparging O2 thermal1.5 MJ/kg
elettrodeposizione su catodo a tamburo Ti electric4.0 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:copperFoilProductionPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.

Dereferenziabile: chem:copperFoilProductionPipeline · ontologia completa · TTL sorgente