Голям проблем с изхвърлянето на ядрени и електронни отпадъци е, че при процеса се губят ценни метали като злато и метали от платиновата група, които са ключови метали в компютърните чипове. Университетът в Нагоя в сътрудничество с Токийския технологичен институт откриха, че решението на този належащ екологичен и технологичен проблем може да се крие в пигмент, наречен пруско синьо. Използвайки тяхната техника, златото може да бъде извлечено от електронни отпадъци, като смарт телефони, в количества 10-80 пъти повече, отколкото може да се получи от естествени руди.
В света на изкуството пруското синьо първоначално е било използвано като багрило в боя и мастило и е било използвано от художници като Пикасо, Ван Гог и Хокусай заради тъмносиния си цвят. В света на химията обаче този пигмент има още едно интересно свойство. Неговите пространства с нанометрови размери (наречени нанопространства) имат решетка с форма на джунгла, за която предишни експерименти установиха, че могат да поемат метали от платиновата група. Не беше ясно обаче как работи усвояването на тези многовалентни метали.
В проучване, публикувано в Scientific Reports, екип, състоящ се от професор Jun Onoe и Shinta Watanabe от Висшето училище по инженерство, Университета Нагоя, в сътрудничество с Kenji Takeshita от Токийския технологичен институт, използва рентгенови лъчи и ултравиолетова спектроскопия, за да научи повече за процеса. „Бях изненадан да открия, че пруското синьо поглъща благородните метали от платинената група чрез заместване с железни йони в рамката, като същевременно запазва структурата на джунглата.“ Оное обяснява. Този механизъм позволява на пруското синьо да абсорбира повече злато и метали от платинената група, отколкото конвенционалните абсорбенти на биологична основа.
Друга полза от проучването беше, че показа начин за решаване на един от основните проблеми с изхвърлянето на ядрени отпадъци. Понастоящем отработеното ядрено гориво, генерирано от електроцентрали, се отвежда в завод за преработка, където течните радиоактивни отпадъци се превръщат в стъклоподобно състояние за геоложко погребване. При този процес остатъчните метали от платиновата група често се утаяват върху повърхността на страничната стена на топилната машина, като по този начин създават неравномерно разпределение на топлината. Този дисбаланс се отразява на качеството и стабилността на остъклените предмети и увеличава разходите, тъй като топителят трябва да се промие, преди да може да се използва отново.
„Нашите открития показват, че пруското синьо или неговите аналози са кандидати за подобряване на рециклирането на благородни метали от ядрени и електронни отпадъци“, казва Оное. „Особено в сравнение с конвенционално използвани био-базирани адсорбенти/активен въглен.“
Загубата на ценни метали при изхвърлянето на отпадъци е сериозен проблем, особено в настоящата ситуация на все по-ограничени природни ресурси. Правейки рециклирането на метали по-ефективно, пруското синьо или неговият аналог обещава да направи рециклирането по-екологично и икономично.
Тази работа беше финансово подкрепена отчасти от „Програмата за научноизследователска и развойна дейност за модерни ядрени енергийни системи“ от MEXT (Министерство на образованието, културата, спорта, науката и технологиите) и отчасти от Chubu Electric Power Co. Ltd.
- Това съобщение за пресата е предоставено от университета Нагоя
