Procjenjuje se da više od 50% kritičnih materijala u elektronici, poput zlata, završi na odlagalištima. To je dijelom zato što su uobičajene metode ekstrakcije i pročišćavanja metala često teške i skupe. Osim toga, tehnike koriste ili korozivne kemikalije ili ekstremno visoke temperature od oko 980 stupnjeva Celzija, što oboje ima negativan utjecaj na okoliš.

U članku objavljenom u časopisu Materials Horizons, znanstvenik za materijale Martin Thuo i njegovi suradnici na Sveučilištu Iowa State demonstrirali su novu metodu vađenja vrijednih metala iz reciklirane elektronike: onu koja zahtijeva samo zrak i relativno niske temperature od 260-370 stupnjeva Celzija.

"Naša najveća prednost je u jednostavnosti, odnosno lakoći korištenja", rekao je Thuo. "Moj laboratorij radi na štedljivim tehnologijama, a ova metoda je jedna u nizu koje razvijamo za reikliranje metala iz miješanog metalnog otpada."

Metoda koristi relativnu reaktivnost otpadnih metala. Što je metal reaktivniji, to će oksidirati - vezati se s kisikom i formirati oksid - kada je izložen zraku. Oksidacija počinje na površini, gdje će se atomi najreaktivnije komponente prvi vezati na kisik. Na kraju će se stvoriti zaštitni sloj oksidiranog metala koji sprječava daljnju oksidaciju. Dakle, Thuo i njegovi kolege koriste ravnotežu između količine zraka u okolišu i temperature okoliša kako bi potaknuli različite metalne ione u uzorku na difuziju: kada najreaktivniji dođu do površine, oksidiraju i tamo ostaju. Oksidi se tada mogu fizički odvojiti od ostatka uzorka otpada zbog njihove puno veće gustoće.

"Ako povećavate temperaturu, potičete difuziju", rekao je Thuo. "Materijali nisu statični - njihovi ioni uvijek difundiraju - u količini proporcionalnoj temperaturi. Sve što trebate učiniti je pomoći im da se kreću, a zatim ih možete izvući."

Snaga ove nove metode je njezina prilagodljivost, koja omogućuje ekstrahiranje različitih metala iz uzorka jedan po jedan. Ravnoteža zraka i temperature kontrolira koja komponenta u otpadu najbrže reagira. Nakon što je najreaktivnija komponenta potpuno oksidirana, odvaja se od ostatka uzorka, a proces se nastavlja sa sljedećom reaktivnom komponentom. Najmanje reaktivni metali su sve što ostane na kraju.

Prilagodljivost procesa također znači da se otpad mora prvo "profilirati", kako bi se odredila količina svake komponente i prema tome dizajnirale promjene zraka i temperature. Thuo je rekao da će fino podešavanje ovih profila, kao i karakterizacija ekološke prihvatljivosti i cijene metode, biti prioritet jer njegova grupa počinje komercijalizirati tehnologiju.

Ikenna Nlebedim, znanstvenik o materijalima u Ames Laboratory u Iowi, je mišljenja da rad ima "veliki potencijal". "Pruža drugačiju perspektivu u području recikliranja i odvajanja u kojem se obično koriste jake kemikalije", rekao je. "Radujem se što će grupa to primijeniti na stvarni otpadni materijal - to će biti sjajno."

"Također slijedimo druge pristupe koji će nadopuniti podesivi termalno-oksidativni proces koji je ovdje objavljen", rekao je Thuo. "Naša je želja pomaknuti granice konvencionalnih metoda recikliranja i povećanja ciklusa kroz štedljive inovacije."