Suuri ongelma ydin- ja elektroniikkajätteen hävittämisessä on, että prosessissa hukkaan jalometallit, kuten kulta ja platinaryhmän metallit, jotka ovat keskeisiä metalleja tietokonesiruissa. Nagoyan yliopisto yhteistyössä Tokyo Institute of Technologyn kanssa on havainnut, että ratkaisu tähän kiireelliseen ympäristö- ja teknologiseen ongelmaan voi olla Preussin siniseksi kutsutussa pigmentissä. Niiden tekniikan avulla elektroniikkajätteestä, kuten älypuhelimista, saatiin uutta kultaa 10–80 kertaa enemmän kuin luonnonmalmeista saadaan.
Taiteen maailmassa Preussin sinistä käytettiin alun perin väriaineena maalissa ja musteessa, ja Picasson, Van Goghin ja Hokusain kaltaiset maalarit ovat käyttäneet sitä tummansinisen värinsä vuoksi. Kuitenkin kemian maailmassa tällä pigmentillä on toinen mielenkiintoinen ominaisuus. Sen nanometrin kokoisissa tiloissa (kutsutaan nanotiloiksi) on viidakon muotoinen hila, joka aiempien kokeiden mukaan voisi ottaa platinaryhmän metalleja. Ei kuitenkaan ollut selvää, kuinka näiden moniarvoisten metallien otto toimi.
Tutkimuksessa, joka julkaistiin Scientific Reportsissa, tiimi, johon kuuluivat professori Jun Onoe ja Shinta Watanabe Graduate School of Engineeringistä Nagoyan yliopistosta yhteistyössä Kenji Takeshitan kanssa. Tokyo Institute of Technology, käytti röntgensäteitä ja ultraviolettispektroskopiaa saadakseen lisätietoja prosessista. "Olin yllättynyt huomatessani, että Preussin sininen ottaa platinaryhmän jalometalleja korvaamalla rauta-ioneilla rungossa ja säilyttää viidakkokuntosalin rakenteen." Onoe selittää. Tämän mekanismin ansiosta Preussin sininen voi ottaa vastaan enemmän kulta- ja platinaryhmän metalleja kuin tavanomaiset biopohjaiset absorbentit.
Toinen tutkimuksen etu oli, että se osoitti tavan ratkaista yksi ydinjätteen loppusijoituksen suurimmista ongelmista. Tällä hetkellä voimalaitoksilla syntyvä käytetty ydinpolttoaine viedään jälleenkäsittelylaitokselle, jossa radioaktiiviset nestemäiset jätteet muunnetaan lasimaiseen tilaan geologista loppusijoitusta varten. Tässä prosessissa ylijääneet platinaryhmän metallit laskeutuvat usein sulattajan sivuseinämän pinnalle, jolloin lämmön jakautuminen jakautuu epätasaisesti. Tämä epätasapaino vaikuttaa lasitettujen esineiden laatuun ja vakauteen ja lisää kustannuksia, koska sulattaja on huuhdeltava ennen kuin sitä voidaan käyttää uudelleen.
"Löydöksemme osoittavat, että Preussin sininen tai sen analogit voivat parantaa jalometallien kierrätystä ydin- ja elektroniikkajätteistä", Onoe sanoo. "Erityisesti verrattuna perinteisesti käytettyihin biopohjaisiin adsorbentteihin/aktiivihiileen."
Arvometallien häviäminen jätteiden hävittämisessä on vakava ongelma erityisesti nykyisessä tilanteessa, jossa luonnonvarat ovat yhä rajallisemmat. Metallien kierrätystä tehostamalla Preussin sininen tai sen analogi lupaa tehdä kierrätyksestä ympäristöystävällisempää ja taloudellisempaa.
Tätä työtä tuki osittain MEXT:n (opetus-, kulttuuri-, urheilu-, tiede- ja teknologiaministeriö) "Kehittyneiden ydinvoimajärjestelmien T&K-ohjelma" ja osittain Chubu Electric Power Co. Ltd.
- Tämän lehdistötiedotteen on toimittanut Nagoyan yliopisto
