Altın geri kazanımında yeni yöntem! 100 kata kadar daha az kimyasal kullanılabilecek

Kullanılmayan telefonlar, bilgisayarlar ve diğer elektronik cihazlar yalnızca elektronik atık olarak görülmüyor. Bu cihazların devrelerinde altın, gümüş ve farklı değerli metaller de bulunuyor. Ancak bu metallerin birbirinden ayrılması, geleneksel yöntemlerde yoğun kimyasal kullanımını gerektirebiliyor.

ESKİ CİHAZLARIN İÇİNDEKİ ALTIN YENİDEN KAZANILABİLECEK

ABD'deki Illinois Urbana-Champaign Üniversitesinden araştırmacılar, bu süreci elektrikle kontrol edebilen yeni bir molekül geliştirdi. Laboratuvar testlerinde kullanılan molekül, elektronik atıklardan elde edilen ve farklı metaller içeren çözeltilerdeki altının yüzde 89'unu geri kazanmayı başardı.

Yeni yöntemin öne çıkan tarafı ise yalnızca altını ayırması değil. Araştırmacılar, elektrik kullanarak bazı kimyasal işlemlerin de azaltılabileceğini belirtiyor.

ALTINI YAKALAYIP ELEKTRİKLE SERBEST BIRAKIYOR

Araştırmacıların geliştirdiği molekül, metal iyonlarına seçici biçimde bağlanabiliyor. Aynı zamanda molekülün yapısında kalıcı bir elektrik yükü bulunuyor. Bu özellik, molekülün elektrik sinyaliyle kontrol edilmesine imkan sağlıyor.

Sistemin çalışma mantığı temelde iki aşamaya dayanıyor. Molekül bir elektriksel durumda metal kompleksine bağlanıyor ve hedef metali organik sıvıya taşıyor. Elektriksel durum değiştirildiğinde ise metal molekülden ayrılıyor.

Böylece metalin tutulması ve yeniden serbest bırakılması için gereken bazı kimyasal adımların yerine elektrik kullanılabiliyor. Araştırmanın doktora sonrası araştırmacılarından Deborah Schmitt, molekülün sıvının elektrik akımını iletmesine yardımcı olan kalıcı bir iç yüke sahip olduğunu belirtti.

ELEKTRONİK ATIKLARDAKİ ALTININ YÜZDE 89'U GERİ KAZANILDI

Araştırmacılar sistemi, elektronik atıklardan elde edilen ve çok sayıda metal içeren çözeltilerde test etti. Deneylerde altının yüzde 89'unun geri kazanıldığı bildirildi. Molekülün performansına ilişkin diğer testlerde ise ferrosen bileşeninin yüzde 91'e kadar oksidasyona ulaşabildiği, yakalanan metal iyonunun ise yaklaşık yüzde 95 oranında serbest bırakılabildiği görüldü.

Bu sonuçlar, molekülün yalnızca metali yakalaması değil, daha sonra yeniden kullanılabilecek şekilde serbest bırakabilmesi açısından da önem taşıyor.

KİMYASAL TÜKETİMİ 10 İLA 100 KAT AZALABİLİYOR

Yeni yöntemin öne çıkan özelliklerinden biri, metal ayrıştırma sırasında kullanılan kimyasal miktarını azaltabilmesi. Araştırmacılara göre elektrikle çalışan sistem, geleneksel sıvı-sıvı ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla belirli kimyasalların tüketimini 10 ila 100 kat azaltabiliyor.

MOLEKÜLÜN İÇİNDE KONTROL MERKEZİ BULUNUYOR

Sistemin merkezinde ferrosen adı verilen bir redoks bileşeni ile kalıcı olarak yüklü bir amonyum ünitesi bulunuyor. Ferrosen, elektron alışverişiyle kimyasal durumunu değiştirebiliyor. Molekülün sabit yük taşıyan bölümü ise organik sıvının elektrik iletmesine yardımcı oluyor.

Bu yapı sayesinde dışarıdan verilen elektriksel sinyal, molekülün metal ile etkileşimini değiştirebiliyor. Araştırmacılar böylece daha önce yardımcı kimyasallarla gerçekleştirilen bazı işlemleri elektrik üzerinden kontrol etmeyi amaçlıyor.

YÖNTEM SADECE ALTIN İÇİN KULLANILMAYACAK

Araştırmacılar, geliştirilen molekülün yalnızca altın geri kazanımında kullanılmasını hedeflemiyor.

Molekülün kimyasal yapısında yapılacak değişikliklerle farklı metalleri hedefleyen yeni tasarımların geliştirilebileceği belirtiliyor. Bu nedenle sistem, tek bir metal için hazırlanmış bir yöntemden çok farklı metallere uyarlanabilecek bir platform olarak değerlendiriliyor.

Gelecekte değerlendirilebilecek alanlar arasında şunlar bulunuyor:

Çalışmanın ortak yazarlarından yüksek lisans öğrencisi Aderiyike Aguda da sistemin farklı hedef metallere uyarlanabilecek bir platform olarak kullanılabileceğini ifade etti.

DEĞERLİ METALLER İÇİN YENİ BİR KAYNAK OLABİLİR

Elektronik atıkların miktarı da bu tür yöntemlerin neden önem kazandığını gösteriyor. Birleşmiş Milletler ve Uluslararası Telekomünikasyon Birliği tarafından yayımlanan Global E-waste Monitor 2024 raporuna göre dünya genelinde 2022 yılında yaklaşık 62 milyon ton elektronik atık oluştu. Bu atıkların yalnızca yüzde 22,3'ü resmi olarak toplanarak geri dönüştürüldü.

Rapora göre 2030 yılında küresel elektronik atık miktarının yaklaşık 82 milyon tona ulaşması bekleniyor. 2022'de oluşan elektronik atıkların içerdiği metallerin toplam ekonomik değerinin ise yaklaşık 91 milyar dolar olduğu hesaplandı. Bunun yaklaşık 15 milyar dolarlık bölümünü altın oluşturdu.

Bu tablo, eski elektronik cihazların yalnızca atık olarak değil, aynı zamanda değerli metallerin yeniden kazanılabileceği bir kaynak olarak değerlendirilmesini gündeme getiriyor.

SIRADAKİ AŞAMA LABORATUVAR DIŞI TESTLER

Araştırmacıların elde ettiği yüzde 89'luk geri kazanım oranı dikkat çekici olsa da sistemin geniş ölçekte kullanılabilmesi için daha fazla test yapılması gerekiyor.

Endüstriyel uygulamalarda molekülün çok sayıda döngü boyunca çalışabilmesi, farklı elektronik atık bileşimlerine uyum sağlaması ve işlem hızının yeterli olması gerekecek. Bunun yanında üretim maliyeti, elektrik tüketimi, kullanılan çözücülerin geri kazanımı ve sistemin uzun süreli dayanıklılığı da değerlendirilecek.