Visi pasaulē izlietotie tālruņi, klēpjdatori un cita nolietota elektronika kopā ir retzemju elementu (REEE) dārgumu krātuve. Taču šo arvien pieprasītāko materiālu atdalīšana un atgūšana nav viegls uzdevums.
Tomēr pētnieku komanda saka, ka tā ir izstrādājusi veidu, kā atdalīt REE no atkritumiem – šajā gadījumā magnētiem -, kas ir salīdzinoši vienkāršs, patērē mazāk enerģijas un nav tik daudz emisiju un piesārņojuma intensīvs kā pašreizējās metodes. Komanda publicēja papīrs aprakstot šo metodi izdevumā Proceedings of the Nationwide Academy of Sciences.
Īsāk sakot, šis course of ietver elektriskās strāvas izmantošanu, lai ļoti ātri sasildītu atkritumu magnētus līdz ļoti augstām temperatūrām, un hlora gāzes izmantošanu, lai reaģētu ar maisījumā esošajiem ne-REE, saglabājot tos tvaika fāzē. Džeimss Tūrs, viens no autoriem un Rīsas universitātes materiālu zinātnes un nanoinženierijas profesors, saka, ka pētījums var palīdzēt Amerikas Savienotajām Valstīm apmierināt pieaugošo vajadzību pēc šiem elementiem.
“Valsts skraida, lai mēģinātu redzēt, kā mēs varam tos iegūt [REEs]”Viņš saka. “Un, mūsuprāt, tas viss ir mūsu atkritumos… Mums tas ir tieši šeit, vienkārši izvelciet to atpakaļ no atkritumiem.”
Šeit paliek karsti
2018. gadā Tūrs un viņa kolēģi atklāja ka šis ātrais karsēšanas course of, ko sauc par zibdžoula karsēšanu, var pārvērst jebkuru oglekļa avotu — tostarp ogles, bioogles un jauktu plastmasu — grafēnā, ļoti plānā, spēcīgā un vadošā materiālā.
Pamatojoties uz to, 2023. gadā viņi izstrādāja metodi, kas izmanto zibdžoulu sildīšanu un hloru. Šajā darbā viņi identificēja Gibsa brīvo enerģiju, materiāla reaktivitāti visu 17 REE oksīda formai un deviņiem parastajiem oksīdiem, kas atrodami REE atkritumos.
Sasmalcinātie atkritumu magnēti tiek novietoti uz platformas, kas izgatavota no oglekļa, un to ieskauj stikla kamera. Caur platformu iet strāva, kas dažu sekunžu laikā ātri rada milzīgu siltumu, tūkstošiem grādu pēc Celsija. Pēc tam kamerā tiek izlaista hlora gāze, radot nevēlamu elementu, piemēram, dzelzs, hlorīdus un pazeminot to viršanas temperatūru.
