Odzysk i ponowne wykorzystanie metali szlachetnych z przetworzonych odpadów elektronicznych
Metale szlachetne, wśród których można wymienić złoto, pallad i platynę, odgrywają kluczową rolę w globalnej gospodarce. Jednocześnie kluczowym wyzwaniem jest ich stosunkowa rzadkość. „Połączenie popytu i niedoboru stanowi źródło ryzyka dla wielu łańcuchów dostaw, w których są wykorzystywane”, wyjaśnia John Kwame Bediako, badacz Wydziału Inżynierii Uniwersytetu LUT w Finlandii. Jak twierdzi Bediako, rozwiązanie problemu być może da się znaleźć w miejscu, w którym nikt się tego nie spodziewa - na wysypisku śmieci. „Ze względu na to, że często wymieniamy urządzenia elektryczne i elektroniczne, wytwarzamy olbrzymie góry odpadów elektronicznych zawierających metale szlachetne, a ich stężenia często przewyższają te występujące w naturalnych rudach i złożach”, wyjaśnia badacz. W ramach projektu IONIC BARRIER realizowanego dzięki wsparciu ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie” Bediako prowadzi prace nad opracowaniem technik recyklingu elektrośmieci, odzyskiwania zawartych w nich metali szlachetnych oraz przetwarzania ich w celu zaspokojenia rosnących potrzeb przemysłowych. „Przechodząc na gospodarkę o obiegu zamkniętym i zmniejszając zależność Unii Europejskiej od surowców pochodzących z importu, chcemy stworzyć miejscowe źródło cennych pierwiastków, z którego skorzystają podmioty wchodzące w skład europejskiego przemysłu wytwórczego i sektora zaawansowanych technologii”, dodaje Bediako.
Innowacyjna technika na bazie bariery jonowej
Rozwiązanie opracowane w ramach projektu opiera się technice odzyskiwania metali szlachetnych z elektrośmieci wykorzystującej barierę jonową. „Wykorzystując właściwości i zalety adsorpcji oraz wytrącania i krystalizacji wodorotlenków, opracowaliśmy protokoły oparte na barierze jonowej o wysokim wskaźniku wewnętrznym pH do odzyskiwania określonych metali z roztworów wodnych przy użyciu kompleksowania polielektrolitów”, wyjaśnia Bediako. Jak zauważa badacz, rozwiązanie jest dostępne w formie kapsułek z kompleksem polielektrolitowym, zapewniających różne poziomy pH pozwalające na selektywne odzyskiwanie określonych metali szlachetnych. „Wykorzystujące strategiczne sposoby odzyskiwania kapsułki wchłaniają i odzyskują pierwiastki z wypłukanych elektrośmieci”, zauważa Bediako. Podczas testowania kapsułek z barierą jonową opartych na kompleksach polielektrolitowych, naukowcy skutecznie odzyskali niemal 100 % pochłoniętych metali szlachetnych z symulowanego roztworu przy użyciu zakwaszonego tiomocznika.
Rozwój europejskiej gospodarki o obiegu zamkniętym
Pionierskie prace przeprowadzone w ramach projektu mogą stanowić początek badań nad recyklingiem elektrośmieci, a także odzyskiwaniem i ponownym wykorzystaniem kluczowych surowców wykorzystanych do produkcji tych wyrobów. „Jestem przekonany, że w niedalekiej przyszłości technika bariery jonowej opracowana w ramach tego projektu zostanie spopularyzowana i odegra kluczową rolę w rozwoju europejskiej gospodarki o obiegu zamkniętym”, podsumowuje Bediako. Badacz nie pozostawia jednak tego przypadkowi i promuje opracowane przez zespół rozwiązanie w ramach wielu warsztatów, seminariów oraz konferencji. Opublikował także szereg artykułów naukowych i opracowań, które trafiły na łamy magazynów „Chemical Engineering Journal”, „Chemosphere” i „Chemical Engineering Science”. Jego referat wygłoszony podczas międzynarodowej konferencji dotyczącej wyzwań w zakresie nauk o środowisku oraz inżynierii środowiskowej w 2023 roku (International Conference on Challenges in Environmental Science and Engineering 2023). and Engineering 2023) zaowocował wyróżnieniem dla najlepszego młodego naukowca. Obecnie ubiega się o dofinansowanie z Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, aby kontynuować pracę nad rozwiązaniami opracowanymi w ramach projektu IONIC BARRIER.
Słowa kluczowe
IONIC BARRIER, urządzenia elektroniczne, elektrośmieci, odpady elektroniczne, metale szlachetne, łańcuchy dostaw, recykling, gospodarka o obiegu zamkniętym, surowce