Shkencëtarët nxjerrin arin nga mbetjet elektronike për të transformuar CO2 në kimikate të vlefshme
Një metodë e re e zhvilluar nga një ekip kërkimor i udhëhequr nga Cornell ofron një zgjidhje të dyfishtë për dy probleme urgjente mjedisore: riciklimin e mbetjeve elektronike dhe reduktimin e dioksidit të karbonit (CO2).
Inovacioni i ekipit rikuperon arin nga elektronika e hedhur dhe e përdor atë si një katalizator për të transformuar CO2, një gaz serrë, në materiale organike të dobishme.
Me afro 50 milionë tonë mbeturina elektronike të gjeneruara çdo vit – dhe vetëm 20% e tyre riciklohen – kjo qasje mund të ndihmojë në zbutjen e barrës mjedisore, sipas Amin Zadehnazari, studiues kryesor dhe shkencëtar postdoktoral në laboratorin e profesor Alireza Abbaspourrad në Universitetin Cornell.
Mbetjet e elektronikës janë një burim çuditërisht i pasur ari, që përmbajnë të paktën 10 herë më shumë metal për ton sesa minerali natyror i arit. Me mbetjet elektronike globale që parashikohen të arrijnë në 80 milionë tonë metrikë deri në vitin 2030, metodat efikase të rikuperimit janë gjithnjë e më të rëndësishme.
Zadehnazari sintetizoi dy korniza inovative organike kovalente të lidhura me vinyl (VCOF), materiale të dizajnuara për të nxjerrë jonet e arit dhe nanogrimcat nga bordet e qarkut të hedhura. Midis tyre, një VCOF tregoi selektivitet të jashtëzakonshëm, duke kapur 99.9% të arit duke shmangur metale të tjera si nikeli dhe bakri.
“Ne mund të përdorim COF-të e ngarkuar me ar për të kthyer CO2 në kimikate të dobishme,” tha Zadehnazari. “Duke transformuar CO2 në materiale me vlerë të shtuar, ne jo vetëm reduktojmë kërkesat për asgjësimin e mbetjeve, por gjithashtu ofrojmë përfitime mjedisore dhe praktike. Është një lloj fitoreje për mjedisin.”
Teknikat tradicionale për rikuperimin e arit shpesh mbështeten në kimikate të rrezikshme si cianidi, duke paraqitur rreziqe të konsiderueshme mjedisore. Në të kundërt, metoda e Zadehnazarit përdor adsorbimin kimik, një proces më i sigurt dhe më miqësor ndaj mjedisit.
Kornizat organike kovalente, të njohura për strukturën e tyre kristalore poroze, ofrojnë shkathtësi në aplikime që variojnë nga ruajtja e energjisë deri tek ndjeshmëria kimike. Duke përdorur tetrathiafulvalen (TTF) si një bllok ndërtimi, Zadehnazari krijoi një TTF-COF që shkëlqeu në absorbimin e arit për shkak të përbërjes së tij të pasur me squfur, me të cilin ari lidhet natyrshëm.
Materiali tregoi qëndrueshmëri mbresëlënëse, duke ruajtur efikasitetin gjatë 16 cikleve të larjes dhe ripërdorimit.
COF i mbushur me ar gjithashtu rezulton i vlefshëm në trajtimin e ndryshimeve klimatike. Në kushte të moderuara – presioni i CO2 në ambient dhe një temperaturë prej 122°F (50°C) – materiali lehtëson karboksilimin e CO2 në përbërje organike. Ky proces jo vetëm që zbut emetimet e gazrave serrë, por gjithashtu krijon kimikate me vlerë të shtuar, duke rritur ndikimin mjedisor të metodës.
Botuar në Nature Communications, studimi thekson rëndësinë e rikuperimit të metaleve të çmuara nga mbetjet elektronike me selektivitet të lartë dhe dëm minimal mjedisor.
Profesor Abbaspourrad theksoi rëndësinë e saktësisë në këtë proces. “Të dish se sa ari dhe metale të tjera të çmuara futen në këto lloj pajisje elektronike, të jesh në gjendje t’i rikuperosh ato në një mënyrë ku mund të kapësh në mënyrë selektive metalin që dëshiron – në këtë rast, ari – është shumë e rëndësishme,” tha Abbaspourrad.
Ndërsa mbetjet elektronike vazhdojnë të grumbullohen, risitë si kjo ofrojnë shpresë për një të ardhme më të qëndrueshme – një të ardhme ku rikuperohen burime të vlefshme dhe zbuten kërcënimet mjedisore.