استخراج طلا از زباله‌های الکترونیکی برای تبدیل CO2 به مواد شیمیایی ارزشمند
یک روش نوین توسط تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه کرنل دو راه‌حل برای دو مشکل زیست‌محیطی فوری ارائه می‌دهد: بازیافت زباله‌های الکترونیکی و کاهش دی‌اکسید کربن (CO2).
نوآوری این تیم طلا را از الکترونیک دورریخته شده بازیابی کرده و از آن به عنوان کاتالیزور برای تبدیل CO2، که یک گاز گلخانه‌ای است، به مواد آلی مفید استفاده می‌کند.
با تولید حدود 50 میلیون تن زباله‌های الکترونیکی سالیانه، و تنها 20٪ از آن‌ها که بازیافت می‌شود، این روش می‌تواند به کاهش بار زیست‌محیطی کمک کند، به گفته‌ی امین زاده‌نظری، پژوهشگر و دانشمند پسادکترا در آزمایشگاه پروفسور علیرضا عباس‌پورراد در دانشگاه کرنل.
استخراج طلا از زباله‌های الکترونیکی
زباله‌های الکترونیکی منابع غنی از طلا هستند، حاوی حداقل 10 برابر بیشتر از فلز در هر تن نسبت به سنگ معدن طلای طبیعی. با پیش‌بینی رسیدن زباله‌های الکترونیکی جهانی به 80 میلیون تن متریک تا سال 2030، روش‌های بازیابی کارآمدتر ضروری‌تر می‌شوند.
زاده‌نظری دو چارچوب آلی ترکیبی وینیل نوآورانه (VCOFs) طراحی کرد که برای استخراج یون‌ها و نانوذرات طلا از بردهای مدار دورریخته شده ایجاد شده‌اند. از میان آن‌ها، یک VCOF گزینش‌پذیری استثنایی نشان داده و 99.9٪ از طلا را در حالی که از دیگر فلزات مانند نیکل و مس دوری می‌کند، جذب کرد.
زاده‌نظری گفت: «ما می‌توانیم COFs بارگذاری‌شده با طلا را برای تبدیل CO2 به مواد شیمیایی مفید استفاده کنیم. با تبدیل CO2 به مواد با ارزش افزوده، ما نه تنها درخواست نمایش زباله را کاهش می‌دهیم، بلکه مزایای زیست‌محیطی و عملی نیز فراهم می‌کنیم. این یک نوع از پیروزی برای محیط زیست است.»
روش‌های سنتی بازیابی طلا اغلب بر مواد شیمیایی خطرناک مانند سیانید تکیه می‌کنند که تهدیدات زیست‌محیطی قابل توجهی ایجاد می‌کنند. در مقابل، روش زاده‌نظری از جذب شیمیایی استفاده می‌کند، که فرآیندی ایمن‌تر و دوستدار محیط زیست است.
چارچوب‌های آلی ترکیبی به دلیل ساختار بلوری پورسی برای کاربردهای مختلف از ذخیره‌سازی انرژی تا حسگرهای شیمیایی شناخته شده‌اند. با استفاده از تتراتیافولوون (TTF) به عنوان بلوک ساختاری، زاده‌نظری یک TTF-COF ایجاد کرد که در جذب طلا به دلیل ترکیب غنی از گوگرد آن که طلا به طور طبیعی به آن می‌پیوند، عالی بود.
این ماده دوام چشمگیری نشان داد و در طی 16 دوره شستشو و استفاده مجدد، کارایی خود را حفظ کرد.
تبدیل CO2 به ترکیبات آلی
COF بارگذاری‌شده با طلا همچنین در مبارزه با تغییرات آب و هوایی ارزشمند است. تحت شرایط معتدل — فشار CO2 محیط و دمای 50 درجه‌ی سانتی‌گراد — این ماده روند کاربکسیلاسیون CO2 را به ترکیبات آلی تسهیل می‌کند. این فرایند نه تنها انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد بلکه مواد شیمیایی ارزش افزوده ایجاد می‌کند و تأثیر زیست‌محیطی این روش را تقویت می‌کند.
این مطالعه که در Nature Communications منتشر شده است، اهمیت بازیابی فلزات گرانبها از زباله‌های الکترونیکی با گزینش‌پذیری بالا و آسیب زیست‌محیطی حداقلی را برجسته می‌کند.
پروفسور عباس‌پورراد بر اهمیت دقت در این فرآیند تاکید کرد . او گفت: «دانستن این که چه مقدار طلا و دیگر فلزات گرانبها وارد این نوع دستگاه‌های الکترونیکی می‌شوند و توانایی بازیابی آن‌ها به طوری که بتوان فلز مورد نظر را گزینشی جذب کرد - در این مورد، طلا - بسیار مهم است.»
با ادامه یافتن حجم زباله‌های الکترونیکی، نوآوری‌هایی مانند این امید به آینده‌ای پایدارتر را فراهم می‌کنند—آینده‌ای که در آن منابع ارزشمند بازیابی شده و تهدیدهای زیست‌محیطی کاهش یافته‌اند.
