Elektronik Kirliliklerden Saniyeler İçinde Değerli Materyalleri Elde Etmenin Yolu
Çevreyi korumak ve yararlı olabilmek amacıyla, Rice Üniversitesi’nde elektronik kirlilikten değerli metalleri çeken bir süreç geliştirilmiştir. Bu süreç klasik labarotuar metotlarından 500 kat daha az enerji harcamaktadır ve tarım arazileri için yeteri kadar temiz yan ürün üretmektedir.
Atık gıdalar ve plastikler gibi karbon kaynaklarından grafen üretmek için geçen yıl da tanıtılan ‘Flaş (parıltı)’ İş Isıtma Metodu; rodyum, paladyum, altın ve gümüşü kazanmak için yeniden kullanılmak üzere uyarlanmıştır.
Rice laboratuarında Kimyager olan James Tour tarafından yazılan ve minimum metal içeren yan ürünlerden ayrılan flaş (parıltılı) materyallerden elde edilen, krom, arsenik, kadmiyum, cıva ve kurşun gibi fazla ağır materyalleri gösteren rapor, Nature Cammunications’da yayınlandı.
Atıkların bir elektrik sarsıntısı ile aniden 3400 Kelvin’e (5660 derece Fahrenheit) ısıtılması değerli metalleri buharlaştırır ve gazlarını; ayrışması, depolanması veya yok edilmesi için havalandırır. Tour, her yıl 40 milyon tondan fazla e-atığın üretildiğini, bunun ‘kentsel madencilik’ için büyük bir potansiyel oluşturduğunu söylemiştir.
Tour, “Böylece, en büyük kirlilik kaynağı bir hazine haline gelir. Bu, tehlikeli ve uzak yerlerdeki cevherlerden, madenleri çıkartmak için Dünya’nın her yerine gitme, Dünya’nın yüzeyinde ayrılma ve su kaynaklarını kullanma ihtiyacını ortadan kaldırır. Yani hazine, atıklardadır” demiştir.
Tour, evrensel kirlilikte cep telefonları gibi kişisel aygıtların kirliliği arttırdığını ve kirliliklerden yaklaşık sadece %20’sinin geri dönüştürülerek depolandığını kaydetti.
Tour, “Değerli metalleri elde etmenin ve e-kirliliği sürdürülebilir kaynağa dönüştürmenin bir yolunu bulduk. Bu yöntemde, zehirli metaller çevreyi korumak için çıkarılabilir” dedi.
Labarotuar da flaş (parlak) e-kirlilik için bazı hazırlıklar gerekir. Baş yazar ve Rice’da Doktora sonrası Araştırmacı Bing Deng eşliğinde, araştırmacılar geri dönüşümün verimini arttırmak için teflon ya da sofra tuzu ve bir tutam karbon siyahı gibi halojenürleri ekleyerek ve prosesi test ederek devre kartlarını toz haline getirmiştir.
Proses, bir kez yanıp söndükten sonra metal buharlarda, ‘buharların ayrımı’ işlemine dayanır; buharlar, vakum altında kalan parlak odadan bir diğer (soğuk) tarafa yani metal unsurların yoğunlaştığı yere ilerler. Deng, “Diğer tarafa gelen geri dönüştürülmüş metal karışımlar, iyi arıtma yöntemleriyle bireysel metallere daha da saflaştırılabilir” demiştir.
Araştırmacılar bir Flaş İş reaksiyonunun da 5 × 10-8’den daha az parçalarda kurşunun konsantrasyonunun azaldığını raporlamıştır ve bu seviye tarım toprakları için güvenli kabul edilmiştir. Arsenik, cıva, krom seviyeleri de flaş (parlama) sayısı arttıkça, azalmaktadır.
Tour, “Her bir parlamanın bir saniyeden daha az sürmesi bu süreci kolaylaştıracak” demiştir.
Araştırmacılara göre, ölçeklendirilebilir Rice süreci; bir ton işlenen materyalde yaklaşık 939 kW-saat tüketir, ticari eritme fırınlardan 80 kat daha az enerji harcar ve 500 kat daha az labarotuar tüpü-fırını-malzemesi gerektirir. Ayrıca, erime ve kaplama proseslerinin gerektirdiği uzun saflaştırma sürecini ortadan kaldırır.
Çalışmanın ortak yazarları; Rice mezunu Duy Xuan Luong, yüksek lisans öğrencilerden Zhe Wang ve Emily McHugh ve Araştırmacı Bilim İnsanı Carter Kitttrell’dır. Tour, T.T. ve W.F. Chao Kimya Başkanı olmanın yanı sıra Bilgisayar Bilimi, Materyal Bilimi ve Nanomühendislik profesörüdür. Araştırmayı Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi (FA9550-19-1-0296) ve Enerji Bakanlığı (DE-FE0031794) desteklemiştir.
Kaynak: sciencedaily.com
