In wat een win-win-win voor het milieu zou moeten zijn, een proces dat aan de Rice University is ontwikkeld om waardevolle metalen uit elektronisch afval te halen, zou ook tot 500 keer minder energie verbruiken dan de huidige laboratoriummethoden en een bijproduct produceren dat schoon genoeg is voor landbouwgrond.

De flash Joule-verwarmingsmethode die vorig jaar werd geïntroduceerd om grafeen te produceren uit koolstofbronnen zoals afvalvoedsel en plastic, is aangepast om rhodium, palladium, goud en zilver voor hergebruik.

Een verslag in Natuurcommunicatie door het Rice-lab van chemicus James Tour toont ook zeer giftige zware metalen, waaronder chroom, arseen, cadmium, kwik en lood worden verwijderd uit de geflitste materialen, een bijproduct achterlatend met een minimaal metaalgehalte.

Het afval onmiddellijk opwarmen tot 3, 400 Kelvin (5, 660 graden Fahrenheit) met een schok van elektriciteit verdampt de edele metalen, en de gassen worden afgevoerd voor scheiding, opslag of verwijdering. Tour zei dat met meer dan 40 miljoen ton e-waste die jaarlijks wereldwijd wordt geproduceerd, er is volop potentieel voor 'urban mining'.

"Hier, de grootste groeiende afvalbron wordt een schat, Tour zei. "Dit zal de noodzaak verminderen om de hele wereld over te gaan om ertsen te delven in afgelegen en gevaarlijke plaatsen, het aardoppervlak strippen en klodders waterbronnen gebruiken. De schat ligt in onze afvalcontainers."

Hij merkte op dat een steeds snellere omzet van persoonlijke apparaten zoals mobiele telefoons de wereldwijde opkomst van elektronisch afval heeft veroorzaakt, terwijl slechts ongeveer 20% van het stortafval momenteel wordt gerecycled.

"We hebben een manier gevonden om de edele metalen terug te krijgen en e-waste om te zetten in een duurzame hulpbron, " zei hij. "De giftige metalen kunnen worden verwijderd om het milieu te sparen."

Het lab ontdekte dat flitsend e-waste enige voorbereiding vereist. Geleid door hoofdauteur en Rice postdoctoraal onderzoeksmedewerker Bing Deng, de onderzoekers poederden printplaten die ze gebruikten om het proces te testen en voegden halogeniden toe, zoals teflon of keukenzout, en een scheutje roet om de terugwinningsopbrengst te verbeteren.

Eenmaal geflitst, het proces is gebaseerd op "verdampingsscheiding" van de metaaldampen. De dampen worden onder vacuüm van de flitskamer naar een ander vat getransporteerd, een koude val, waar ze condenseren tot hun samenstellende metalen. "De teruggewonnen metaalmengsels in de val kunnen verder worden gezuiverd tot individuele metalen door gevestigde raffinagemethoden, ' zei Deng.

De onderzoekers meldden dat één flits Joule-reactie de concentratie van lood in de resterende kool tot minder dan 0,05 delen per miljoen verminderde, het niveau dat als veilig wordt beschouwd voor landbouwgronden. Niveaus van arseen, kwik en chroom werden allemaal verder verminderd door het aantal flitsen te verhogen.

"Omdat elke flits minder dan een seconde duurt, dit is gemakkelijk te doen, ' zei Tour.

Het schaalbare rijstproces verbruikt ongeveer 939 kilowattuur per ton verwerkt materiaal, 80 keer minder energie dan commerciële smeltovens en 500 keer minder dan laboratoriumbuisovens, volgens de onderzoekers. Het elimineert ook de langdurige zuivering die nodig is door smelt- en uitloogprocessen.