Новости

Биотехнологи Пермского Политеха нашли способ извлечь редкие металлы из экранов смартфонов

15 апреля 2021 Рубрика: Новости организаций Ключевые слова: ПНИПУ, переработка, экология, электронные отходы, биотехнологии, редкие металлы

15 апреля во многих странах мира отмечают День экологических знаний. К 2020 году во всем мире накоплено 53,6 млн тонн электронных отходов, в том числе неработающие электрические устройства и смартфоны. Молодая исследовательница из Пермского Политеха разработала способ извлечения редких и дорогостоящих металлов из мониторов и экранов, у которого нет аналогов в мире.

По словам биотехнологов, к 2020 году во всем мире образовалось около 53,6 млн тонн электронных отходов. Их количество ежегодно растет, и через 10 лет эта цифра может достигнуть 74,7 млн. Например, в России каждый год появляется 1,6 млн тонн электронных отходов.

«Сегодня средний срок службы мобильных телефонов и компьютеров сокращается и составляет около 2 и 6 лет. Затем устройства становятся отходами, которые не перерабатывают. В результате они загрязняют окружающую среду, — рассказывает аспирант кафедры «Охрана окружающей среды» факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского Политеха Анастасия Чугайнова. — Поэтому мы предложили способ, который позволит вернуть в производственный цикл редкие и дорогостоящие металлы».

В состав электронных отходов входит множество редких и дорогостоящих металлов — например, индий, золото, церий и эрбий. Кроме того, они содержат другие полезные элементы: алюминий, мышьяк, бор, барий, кальций, хром, медь, железо, калий, магний, молибден, натрий, никель, свинец, олово, сурьму, стронций и цинк. В частности, экраны покрывают индием и оловом для получения тач-скрина. Большинство смартфонов оборудовано дисплеем из смеси оксида алюминия и двуокиси кремния. Дополнительно его закаляют ионами калия, чтобы увеличить прочность. Более редкие элементы используют для того, чтобы дисплей стал цветным и мог противостоять УФ-излучению, рассказывают исследователи.

Редкие металлы сейчас добывают из природных источников, но этих запасов хватит на 20 лет. Их содержание в источнике составляет 0,001% до 0,1%. При добыче образуются более 90% дополнительных примесей. Перерабатывая электронику, можно получить больше полезного материала и снизить класс опасности отхода. Выделение конкретного металла из всего потока позволит вернуть его в производственный цикл, а не захоранивать на полигонах ТКО, как происходит сейчас.

«Мы выщелачиваем металлы в раствор, который нужно довести до необходимого уровня pH. Микроскопические водоросли Chlorella Vulgaris, Chlorella Sorokiniana, Chlorella Spirulina и Scenedesmus sp. поглощают их из экранов и мониторов, — поясняет Анастасия Чугайнова. — Затем мы сжигаем водоросли, а металлы остаются в зольном остатке. Сейчас мы «обучаем» водоросли «избирательно» извлекать редкие металлы. Наша группа уже определила необходимые условия обработки экранов и извлечения металлов».

По мнению биотехнологов, разработка может быть интересна потребителям редких металлов — производителям электронной техники и предприятиям машиностроительной и металлургической отраслей. Кроме того, технологию можно применять на заводах по добыче и производству редких металлов и на полигонах твердых коммунальных отходов.

Первые результаты исследования группа ученых представила в журнале E3S Web of Conferences.

Справка
Проект молодой исследовательницы поддержал Фонд содействия инновациям по программе «УМНИК» (2019 — 2021 гг.). Кроме того, она прошла годовую стажировку по этой теме в Техническом университете Гамбурга (Германия) при поддержке стипендии Президента РФ (2018 — 2019).

Добавить комментарий

  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6