Een groot probleem bij de verwijdering van nucleair en elektronisch afval is dat bij het proces edele metalen zoals goud en metalen uit de platinagroep worden verspild, de belangrijkste metalen in computerchips. Onderzoekers van Nagoya University hebben in samenwerking met die van het Tokyo Institute of Technology ontdekt dat een oplossing voor dit dringende milieu- en technologische probleem kan liggen in een pigment genaamd Pruisisch blauw. Met hun techniek kan goud worden gewonnen uit elektronisch afval, zoals smartphones, in hoeveelheden die 10 tot 80 keer groter zijn dan die uit natuurlijke ertsen.

In de kunstwereld werd Pruisisch blauw oorspronkelijk gebruikt als kleurstof in verf en inkt en werd het gebruikt door schilders als Picasso, Van Gogh en Hokusai vanwege zijn donkerblauwe kleur. In de wereld van de chemie heeft dit pigment echter nog een andere interessante eigenschap. De ruimten ter grootte van een nanometer (nanospaces genoemd) hebben een rooster in de vorm van een jungle-gym, waarvan eerdere experimenten hebben aangetoond dat ze metalen uit de platinagroep kunnen opnemen. Het was echter niet duidelijk hoe de opname van deze meerwaardige metalen werkte.

In een studie gepubliceerd in Scientific Reports , een team bestaande uit Jun Onoe en Shinta Watanabe van de Graduate School of Engineering, Nagoya University, in samenwerking met Kenji Takeshita van het Tokyo Institute of Technology, gebruikte röntgenstralen en ultraviolette spectroscopie om meer over het proces te weten te komen. "Ik was verrast om te ontdekken dat Pruisisch blauw de edelmetalen van de platinagroep opneemt door ijzerionen in het raamwerk te vervangen, terwijl de structuur van de jungle-gym behouden blijft", legt professor Onoe uit. Dankzij dit mechanisme kan Pruisisch blauw meer goud en metalen uit de platinagroep opnemen dan conventionele biobased absorptiemiddelen.

Een ander voordeel van het onderzoek was dat het een manier liet zien om een ​​van de grootste problemen bij de verwijdering van nucleair afval op te lossen. Momenteel wordt verbruikte splijtstof uit elektriciteitscentrales naar een opwerkingsfabriek gebracht waar het radioactieve vloeibare afval wordt omgezet in een glasachtige toestand voor geologische berging. Bij dit proces zetten overgebleven metalen uit de platinagroep zich vaak af op het zijwandoppervlak van de smelter, waardoor een ongelijkmatige warmteverdeling ontstaat. Deze onbalans tast de kwaliteit en stabiliteit van de verglaasde objecten aan en verhoogt de kosten omdat de smelter moet worden gespoeld voordat deze opnieuw kan worden gebruikt.

"Onze bevindingen tonen aan dat Pruisisch blauw of zijn analogen een kandidaat zijn voor het verbeteren van de recycling van edele metalen uit nucleair en elektronisch afval", zegt professor Onoe, "vooral in vergelijking met conventioneel gebruikte biogebaseerde adsorbentia/actieve koolstoffen."

Het verlies van waardevolle metalen bij de afvalverwerking is een serieus probleem, zeker in de huidige situatie van steeds schaarser wordende natuurlijke hulpbronnen. Door de recycling van metalen efficiënter te maken, belooft Pruisisch blauw de recycling milieuvriendelijker en economischer te maken. + Verder verkennen

Ultrasnelle ladingsoverdracht in Pruisisch blauwe analogen