Μια νέα μέθοδος για την ανάκτηση χρυσού υψηλής καθαρότητας από ηλεκτρονικά απόβλητα επιστρέφει 50 δολάρια ΗΠΑ για κάθε δολάριο που δαπανάται. Οι ερευνητές που ανακάλυψαν τη μέθοδο, αξιοποιούν μια ουσία από τη διαδικασία παραγωγής τυριού!
Οι άνθρωποι έχουν σε μεγάλη εκτίμηση το χρυσό για χιλιετίες και η πραγματική αξία του χρυσού έχει αποτιμηθεί ορθά από τις ανθρώπινες κοινωνίες σε μεγάλο μέρος της ιστορίας για λόγους που είναι -διαχρονικά- αυτονόητοι. Ωστόσο, οι εντυπωσιακές και περιζήτητες ιδιότητες του χρυσού τον καθιστούν επίσης ένα εξαιρετικό υλικό για τεχνολογικές εφαρμογές στα ηλεκτρονικά και τη μικροηλεκτρονική, την αεροδιαστημική, τη φαρμακοβιομηχανία, τη βιοτεχνολογία και τη νανοτεχνολογία. Όμως, όπως κάθε μέταλλο, ο χρυσός είναι ένας μη ανανεώσιμος πόρος και η αξία του βρίσκεται σε διαρκή αύξηση.
Σε μια νέα μελέτη, ερευνητές από το ETH της Ζυρίχης, στην Ελβετία, ανέλυσαν μια βιώσιμη, οικονομικά αποδοτική μέθοδο επιλεκτικής εξαγωγής χρυσού από ηλεκτρονικά απόβλητα.
«Το γεγονός που με εκπλήσσει περισσότερο είναι ότι χρησιμοποιούμε ένα υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων για να ανακτήσουμε το χρυσό από τα ηλεκτρονικά απόβλητα», δήλωσε ο Raffaele Mezzenga, συγγραφέας της μελέτης. «Δεν μπορεί να γίνει πιο βιώσιμο από αυτό!».
Το υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων στο οποίο αναφέρεται το Mezzanga είναι ο ορός γάλακτος, το υδαρές μέρος του γάλακτος που διαχωρίζεται από το τυρόπηγμα κατά την παρασκευή τυριού. Στη συγκεκριμένη έρευνα, οι ερευνητές μετέτρεψαν αυτά τα τυροκομικά απόβλητα σε μια μήτρα πρωτεϊνικών αμυλοειδών ινιδίων (protein amyloid fibrils) που χρησιμοποιήθηκαν ως υλικό προσρόφησης για την επιλεκτική ανάκτηση χρυσού από τα ηλεκτρονικά απόβλητα.
Κάτω από όξινες συνθήκες και υψηλές θερμοκρασίες, οι πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος μετασχηματίστηκαν μέσω της καταστροφής της πρωτεϊνικής δομής και της μετατροπής τους σε μια πιο χαλαρή, πιο τυχαία δομή, προκαλώντας με αυτό τον τρόπο τη συσσώρευση τους σε νανοϊνίδια με τη μορφή gel. Το gel ξηράνθηκε και διαμορφώθηκε σε ένα υλικό που έμοιαζε με σφουγγάρι.
Οι ερευνητές εξήγαγαν τα μεταλλικά μέρη από 20 παλιές μητρικές πλακέτες υπολογιστών και τα διέλυσαν σε λουτρό οξέος για να ιονίσουν τα μέταλλα ή να τα διαχωρίσουν σε θετικά και αρνητικά ιόντα. Όταν ο σπόγγος πρωτεϊνικών ινιδίων τοποθετήθηκε στο διάλυμα μεταλλικών ιόντων, τα ιόντα χρυσού κόλλησαν σε αυτόν. Ενώ άλλα μέταλλα - ο χαλκός και ο σίδηρος, για παράδειγμα - απορροφήθηκαν επίσης από το σφουγγάρι, ο χρυσός απορροφήθηκε πολύ πιο αποτελεσματικά.
Μετά την απορρόφηση των ιόντων χρυσού, ο σπόγγος των ινιδίων πρωτεΐνης υποβλήθηκε σε θέρμανση, μετατρέποντας τα απορροφημένα ιόντα σε νιφάδες που τελικά έλιωσαν σε ένα ψήγμα χρυσού με μάζα περίπου 500 mg. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι το ψήγμα αποτελούνταν κυρίως από χρυσό (90,8% κ.β.), με το χαλκό και το νικέλιο να συνεισφέρουν 10,9% κ.β και 0,018% κ.β, αντίστοιχα. Τα ευρήματα καταδεικνύουν την υψηλή καθαρότητα του ψήγματος, που αντιστοιχεί σε 21 ή 22 καράτια.
Στην εργασία τους, οι ερευνητές απέδειξαν την εμπορική βιωσιμότητα της μεθόδου τους. Συμπεριλαμβανομένου τόσο του κόστους προμήθειας του πρωτογενούς υλικού όσο και του ενεργειακού κόστους για το σύνολο της διαδικασίας, το συνολικό κόστος ανάκτησης 1 g χρυσού από ηλεκτρονικά απόβλητα ήταν 50 φορές χαμηλότερο από την αξία του ανακτηθέντος χρυσού.
Και η μέθοδος είναι επίσης καλύτερη από περιβαλλοντική άποψη. Στη συμβατική μέθοδο, όπου χρησιμοποιείται ενεργός άνθρακας για την ανάκτηση 1 g χρυσού από ηλεκτρονικά απόβλητα, παράγονται περίπου 116 g διοξειδίου του άνθρακα, ενώ το αποτύπωμα άνθρακα του σπόγγου πρωτεϊνικών ινιδίων είναι χαμηλότερο, περίπου στα 87 g αερίων του θερμοκηπίου. Ο κύριος λόγος για τον υψηλότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο της χρήσης ενεργού άνθρακα είναι η υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας κατά την παραγωγή, κυρίως λόγω χρήσης μη ανανεώσιμων πηγών καυσίμου, σε συνδυασμό με τη χαμηλότερη ικανότητα προσρόφησης σε σχέση με το σπόγγο πρωτεϊνικών ινιδίων.
Προηγούμενες προσπάθειες ανάκτησης χρυσού είχαν όλες τα μειονεκτήματα τους, όπως η εφαρμογή τους σε βιομηχανική κλίμακα.
Επειδή ο ορός γάλακτος είναι μια ζωϊκή πρωτεΐνη, ο σπόγγος πρωτεϊνικών ινιδίων, πιθανότατα θα προκαλέσει μεγαλύτερη ζημιά στο οικοσύστημα από τον ενεργό άνθρακα. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές θα διερευνήσουν εάν φυτικές πρωτεΐνες, όπως αυτές που προέρχονται από μπιζέλια και πατάτες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντί για τον ορό γάλακτος.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να επεκτείνουν την τεχνολογία σε εμπορική κλίμακα. Ενώ τα ηλεκτρονικά απόβλητα είναι μια πολλά υποσχόμενη πηγή ανάκτησης χρυσού, υπάρχουν σκέψεις και για άλλες ροές αποβλήτων, όπως τα βιομηχανικά απόβλητα από την κατασκευή μικροτσίπ ή τα απόβλητα των διαδικασιών επιχρύσωσης.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στην επιστημονική έκδοση Advanced Materials.
Με πληροφορίες από newatlas.com
