Ερευνητές του ETH Zurich ανέκτησαν το πολύτιμο μέταλλο από ηλεκτρονικά απορρίμματα. Η εξαιρετικά βιώσιμη νέα μέθοδος τους βασίζεται σε σπόγγο από ίνες πρωτεΐνης, τον οποίο οι επιστήμονες παράγουν από ορό γάλακτος, ένα υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων.
Εν συντομία
- Οι σπόγγοι από ίνες πρωτεΐνης που κατασκευάστηκαν από ερευνητές του ΕΤΗ Ζυρίχης είναι εξαιρετικά αποτελεσματικοί στην ανάκτηση χρυσού από ηλεκτρονικά απορρίμματα.
- Από 20 παλιές μητρικές πλακέτες υπολογιστών, οι ερευνητές ανέκτησαν ένα ψήγμα χρυσού 22 καρατίων βάρους 450 χιλιοστών του γραμμαρίου.
- Επειδή η μέθοδος αξιοποιεί διάφορα απόβλητα και υποπροϊόντα βιομηχανίας, είναι όχι μόνο βιώσιμη αλλά και οικονομικά αποδοτική.
Η μετατροπή ευτελών υλικών σε χρυσό ήταν ένας από τους άπιαστους στόχους των αλχημιστών της αρχαιότητας. Τώρα, ο καθηγητής Raffaele Mezzenga από το Τμήμα Επιστημών Υγείας και Τεχνολογίας του ETH Ζυρίχης πέτυχε κάτι παρόμοιο. Φυσικά, δεν μετέτρεψε άλλο χημικό στοιχείο σε χρυσό, όπως επιδίωκαν οι αλχημιστές. Ωστόσο, κατάφερε να ανακτήσει χρυσό από ηλεκτρονικά απορρίμματα χρησιμοποιώντας ένα υποπροϊόν της διαδικασίας παραγωγής τυριού.
“Δεν γίνεται πιο βιώσιμο από αυτό!”
Raffaele Mezzenga
Τα ηλεκτρονικά απορρίμματα περιέχουν ποικιλία πολύτιμων μετάλλων, όπως χαλκό, κοβάλτιο και ακόμη και σημαντικές ποσότητες χρυσού. Η ανάκτηση αυτού του χρυσού από παλιά smartphones και υπολογιστές αποτελεί ελκυστική πρόταση, λαμβάνοντας υπόψη την αυξανόμενη ζήτηση για το πολύτιμο μέταλλο. Ωστόσο, οι μέθοδοι ανάκτησης που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα απαιτούν μεγάλη κατανάλωση ενέργειας και συχνά περιλαμβάνουν τη χρήση εξαιρετικά τοξικών χημικών ουσιών. Τώρα, μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή του ΕΤΗ Mezzenga ανέπτυξε μια πολύ αποδοτική, οικονομικά αποδοτική και, κυρίως, πολύ πιο βιώσιμη μέθοδο: οι ερευνητές κατάφεραν να εξαγάγουν χρυσό από ηλεκτρονικά απορρίμματα χρησιμοποιώντας σπόγγο φτιαγμένο από πρωτεϊνικό πλέγμα.
Επιλεκτική Πρόσληψη Χρυσού
Για την κατασκευή του σπόγγου, ο Mohammad Peydayesh, ανώτερος επιστήμονας στην ομάδα του Mezzenga, και οι συνεργάτες του αποφύραξαν πρωτεΐνες ορού γάλακτος υπό όξινες συνθήκες και υψηλές θερμοκρασίες, ώστε να συσσωρευτούν σε πρωτεϊνικά νανοΐνια σε μορφή γέλης. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες αποξήραναν το γέλη, δημιουργώντας ένα σπόγγο από αυτά τα πρωτεϊνικά νανοΐνια.
Για να ανακτήσουν χρυσό στο εργαστηριακό πείραμα, η ομάδα ανέκτησε τις μητρικές πλακέτες από 20 παλιά μητρικά πλακέτες υπολογιστών και εξήγαγε τα μεταλλικά μέρη. Διάλυσαν αυτά τα μέρη σε όξινο μπάνιο για να ιονιστούν τα μέταλλα.
Όταν τοποθέτησαν τον σπόγγο από ίνες πρωτεΐνης στο διάλυμα ιόντων μετάλλων, τα ιόντα χρυσού προσκολλήθηκαν στις πρωτεϊνικές ίνες. Και άλλα ιόντα μετάλλων μπορούν να προσκολληθούν στις ίνες, αλλά τα ιόντα χρυσού το κάνουν πολύ πιο αποτελεσματικά. Οι ερευνητές το απέδειξαν στη δημοσίευση τους στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Materials.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές θέρμαναν τον σπόγγο. Αυτό μείωσε τα ιόντα χρυσού σε νιφάδες, τις οποίες στη συνέχεια οι επιστήμονες έλιωσαν για να δημιουργήσουν ένα ψήγμα χρυσού. Με αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να αποκτήσουν ένα ψήγμα περίπου 450 χιλιοστών του γραμμαρίου από τις 20 μητρικές πλακέτες υπολογιστών. Το ψήγμα ήταν 91% χρυσός (το υπόλοιπο ήταν χαλκός), που αντιστοιχεί σε 22 καράτια.
Οικονομικά Βιώσιμη
Η νέα τεχνολογία είναι εμπορικά βιώσιμη, όπως δείχνουν οι υπολογισμοί του Mezzenga: το κόστος προμήθειας των αρχικών υλικών και το κόστος ενέργειας για ολόκληρη τη διαδικασία είναι 50 φορές χαμηλότερα από την αξία του χρυσού που μπορεί να ανακτηθεί.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές θέλουν να αναπτύξουν την τεχνολογία για να την προετοιμάσουν για την αγορά. Παρόλο που τα ηλεκτρονικά απορρίμματα είναι το πιο πολλά υποσχόμενο αρχικό προϊόν από το οποίο θέλουν να εξάγουν χρυσό, υπάρχουν και άλλες πιθανές πηγές. Αυτές περιλαμβάνουν βιομηχανικά απόβλητα από την κατασκευή μικροτσίπ ή από διαδικασίες επιχρύσωσης. Επιπλέον, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να διερευνήσουν εάν μπορούν να κατασκευάσουν τους σπόγγους από ίνες πρωτεΐνης από άλλα υποπροϊόντα πλούσια σε πρωτεΐνες ή απόβλητα της βιομηχανίας τροφίμων.
“Αυτό που μου αρέσει περισσότερο είναι το γεγονός ότι χρησιμοποιούμε ένα υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων για να αποκτήσουμε χρυσό από ηλεκτρονικά απορρίμματα”, λέει ο Mezzenga. Με πολύ πραγματικό τρόπο, παρατηρεί, η μέθοδος μετατρέπει δύο απόβλητα σε χρυσό. “Δεν γίνεται πιο βιώσιμο από αυτό!”
Aναδημοσίευση άρθρου του Fabio Bergamin 01.03.2024 στο ETH Zurich News. Link to original article >
Πηγή: Peydayesh M, Boschi E, Donat F, Mezzenga R: Gold Recovery from E-Waste by Food-Waste Amyloid Aerogels. Advanced Materials 2024, 2310642, doi: 10.1002/adma.202310642call_made