2025 a digitális aranyláz új korszakát hozhatja el egy forradalmian új technológia révén.

Az arany kinyerése e-hulladékból környezetkímélő eljárással zajlik, mentesen a káros vegyszerektől.

A modern kori aranyásók hatalmas rajongótáborral bírnak, köszönhetően a különféle tévé- és streamingcsatornákon futó valóságshow-knak. Ezek a műsorok bemutatják, hogyan fáradoznak kitartóan a Klondike völgyében vagy Ausztrália eldugott szegleteiben, hogy aranyban gazdag kőzeteket és talajrétegeket találjanak, amelyekből kinyerhetik a nemesfémet. Azonban a küzdelem nem mindig olyan grandiózus, ha az arany nem a föld mélyéből, hanem elektronikai hulladékból származik. Könnyen belátható, hogy a régi arany újrahasznosítása sokkal ésszerűbb, mint újra bányászni, de ehhez hatékony módszerekre van szükség. Tényleg jelentős előrelépések történtek ezen a területen, és talán érdemes lenne inkább ezeket az „aranykeresőket” ünnepelni, akik a technológiai korszak aranymezőin dolgoznak.

A Cornell Egyetem által vezetett kutatócsoport most olyan módszert hozott létre, amellyel az aranyat elektronikai hulladékból nemcsak kinyerik, de katalizátorként is hasznosítják, hogy a szén-dioxidot (CO2), az egyik legfontosabb üvegházhatású gázt hasznos szerves anyagokká alakítsák - számolt be a SciTechDailiy.

Évente körülbelül 50 millió tonna elektronikai hulladék keletkezik világszerte, és sajnos ennek csupán 20%-át hasznosítják újra. A Cornell Egyetem kutatói innovatív módszerekkel próbálnak megoldást találni erre a hatalmas problémára, amely a fenntarthatóság felé vezet. Amin Zadehnazari, a Mezőgazdasági és Élettudományi Kar posztdoktori kutatója két új, vinil kötésű kovalens szerves vázszerkezetet (VCOF) alkotott meg. Ezek az anyagok kifejezetten az aranyionok és nanorészecskék hatékony eltávolítására lettek kifejlesztve a leselejtezett áramköri lapokból. Az egyik VCOF kiemelkedő teljesítményt nyújtott, mivel képes volt az arany 99,9%-át megkötni, miközben jelentősen csökkentette más fémek, például nikkel és réz kivonásának mértékét. Ez a folyamat rendkívül szelektív, ami új lehetőségeket teremt a hulladék újrahasznosítása terén.

"Ezután az arannyal töltött COF-eket arra használhatjuk, hogy a CO2-t hasznos vegyi anyagokká alakítsuk át. A CO2 értéknövelt anyagokká történő átalakításával nemcsak a hulladékártalmatlanítási igényeket csökkentjük, hanem környezetvédelmi és gyakorlati előnyöket is teremtünk. Ez egyfajta win-win helyzet a környezet számára" - mondta Zadehnazari az egyetem híroldalának.

Alireza Abbaspourrad, az élelmiszer-kémia és összetevő-technológia területén jártas docens, akinek laboratóriumában a kutatás zajlott, a levelező szerzője egy friss, a Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmányának. A cikk vezető szerzője Zadehnazari, és az újonnan bemutatott módszer az arany visszanyerésére és a szén-dioxid megkötésére vonatkozik, részletesen ismertetve az eljárás lépéseit és jelentőségét.

Az elektronikai hulladék a legújabb kutatásoknak köszönhetően valódi aranybányává alakult. A legfrissebb becslések szerint egy tonna e-hulladék legalább tízszer annyi aranyat rejt magában, mint egy tonna hagyományos ércből kinyert arany. Mivel előrejelzések szerint 2030-ra körülbelül 80 millió tonnányi e-hulladék fog keletkezni, elengedhetetlen, hogy hatékony módszereket találjunk a nemesfémek újrahasznosítására.

Az arany kinyerése az elektronikai hulladékokból hagyományosan kemikáliák, például cianid felhasználásával történik, amelyek komoly környezeti problémákat okozhatnak. Ezzel szemben Zadehnazari új módszere lehetővé teszi az arany kinyerését anélkül, hogy veszélyes vegyszereket alkalmaznánk. Ez a folyamat a kémiai adszorpció elvén alapul, ahol az arany részecskék a felületekhez tapadnak, így egy sokkal biztonságosabb és környezetbarátabb megoldást kínál.

A kovalens szerves vázszerkezetek (COF) porózus kristályos anyagok, amelyeknek számos felhasználási lehetőségük van, beleértve a kémiai érzékelést és az energiatárolást. Zadehnazari két VCOF-et szintetizált, építőelemként tetratiafulvalént (TTF) és tetrafenyiletilént (TPE) használva. A TTF-COF jobb aranyadszorpciót mutatott, mivel kénben gazdag, amihez az arany természetes affinitást mutat. A nagy adszorpciós kapacitás mellett a TTF-COF 16 mosást és újrafelhasználást is kibírt, az adszorpciós hatékonyság kis mértékű csökkenése mellett.

Emellett környezeti CO2-nyomáson és 50 Celsius-fokon az így kapott arannyal töltött COF hatékonyan alakította át a szén-dioxidot szerves anyaggá karboxilálás (karboxil-gyök bevitele) útján.

Az arany és más nemesfémek e-hulladékból történő kinyerésére szolgáló más módszerek általában nem olyan szelektívek, mint Zadehnazari ötlete, és szennyeződéseket eredményeznek - mondta Abbaspourrad. "Tudva, hogy mennyi arany és más nemesfém van az ilyen típusú elektronikus eszközökben, nagyon fontos, hogy olyan módon tudjuk visszanyerni őket, amivel szelektíven meg tudjuk ragadni a kívánt fémet, ebben az esetben az aranyat" - mondta Abbaspourrad.