Від сміття до скарбу: електронне сміття – це справжня золота жила

Електронні відходи, або е-відходи, є проблемою, яка швидко зростає. Щорічно у світі утворюється приблизно 50 мільйонів тонн цього виду відходів. Викликає тривогу той факт, що лише 20% електронних відходів переробляється, а решта потрапляє на сміттєзвалища або спалюється – і те, і інше сприяє забрудненню навколишнього середовища. Проте вчені знайшли чудову можливість серед цієї похмурої реальності, довівши, що кожна хмара справді має срібну (або золоту) підкладку.

Перетворення електронних відходів на золото

Ідея вилучення золота з електронних відходів не нова. За оцінками, тонна електронних відходів містить принаймні в 10 разів більше золота, ніж тонна звичайної руди, з якої видобувається золото. Але диявол криється в деталях, або, в цьому випадку, в процесі видобутку золота. Традиційні методи передбачають використання агресивних токсинів, таких як ціанід, що становить серйозну небезпеку для навколишнього середовища.

Проте вчені з Коледжу сільського господарства та природничих наук Корнелла винайшли геніальне рішення, яке є екологічно чистим і подвійно корисним. Новий метод не тільки витягує золото з електронних відходів, він також використовує дорогоцінний метал для перетворення вуглекислого газу (CO ₂ ), основного парникового газу, на корисні хімікати.

Видобуток золота з точністю

Дослідження, очолюване дослідником постдока Аміном Задехназарі, ґрунтується на створенні ковалентних органічних каркасів з вініловими зв’язками (VCOF).

Ці VCOF розроблені, щоб виділяти іони золота та наночастинки зі складних схемних плат, знайдених у викинутих електронних пристроях, і вони роблять це з надзвичайною точністю та ефективністю. Було виявлено, що один із VCOF захоплює колосальні 99,9% золота, залишаючи позаду інші метали, такі як нікель і мідь.

«Тоді ми можемо використовувати наповнені золотом COF для перетворення CO ₂ на корисні хімічні речовини», — зазначив Задехназарі. «Перетворюючи CO ₂ на матеріали з доданою вартістю, ми не тільки зменшуємо вимоги до утилізації відходів, але й забезпечуємо екологічні та практичні переваги. Це свого роду безпрограшний варіант для навколишнього середовища».

Будуємо більш зелене майбутнє

Унікальні властивості VCOF полягають у їх будівельних блоках – тетратіафульвалені (TTF) і тетрафенілетилені (TPE). Тетратіафулвален багатий на сірку, що робить його природним магнітом для золота. TTF також продемонстрував дивовижну витривалість, витримавши 16 прань і повторне використання без значної втрати ефективності адсорбції. Іншим захоплюючим аспектом цього методу є його здатність перетворювати CO₂ на органічну речовину під тиском CO₂ навколишнього середовища при 50 градусах Цельсія (122 градусах за Фаренгейтом), що є результатом карбоксилування. Цей процес подвоює переваги технології, оскільки він не лише вилучає дорогоцінний метал, але й зменшує рівень потужного парникового газу.

Вибіркове захоплення золота з електронних відходів

Співавтор дослідження Аліреза Аббаспуррад, професор харчової хімії та технології інгредієнтів, підкреслив важливість цього вибіркового відновлення.

«Дуже важливо знати, скільки золота та інших дорогоцінних металів йде на електронні пристрої такого типу, мати можливість відновити їх таким чином, щоб ви могли вибірково захопити потрібний вам метал – у цьому випадку золото – дуже важливо», – сказав Аббаспоррад.

Оскільки до 2030 року ми стикаємося з майбутнім, обтяженим 80 мільйонами метричних тонн електронних відходів до 2030 року, як ніколи важливо знайти стійкі способи вирішення цієї проблеми. Метод, розроблений командою Cornell, дає нам проблиск надії – бачення майбутнього, де відходи стають багатством, і де наші технологічні звички служать природі, а не шкодять їй.

Зростаючий виклик електронних відходів

Електронні відходи – це більше, ніж просто екологічна проблема; це глобальна криза. Швидкий технологічний прогрес і скорочення терміну служби продуктів спричинили безпрецедентне зростання викинутої електроніки. Більшість відходів надходить із країн з високим рівнем доходу, але його утилізація непропорційно впливає на країни з низьким рівнем доходу, де слабкі правила призводять до небезпечної практики переробки.

Електронні відходи розбираються вручну в неформальних секторах у багатьох регіонах, що часто піддає працівників впливу небезпечних речовин, таких як свинець, ртуть і бромовані антипірени. Ці токсичні хімікати не тільки завдають шкоди здоров’ю людини, але й потрапляють у ґрунт і воду, створюючи довгострокові екологічні ризики. Нова технологія VCOF, розроблена в Cornell, є критичним кроком у вирішенні зростаючих проблем електронних відходів. Повний текст дослідження опубліковано в журналі Nature Communications.