Un gros problème avec l'élimination des déchets nucléaires et électroniques est que le processus gaspille des métaux précieux tels que l'or et les métaux du groupe du platine, qui sont des métaux clés dans les puces informatiques. L'Université de Nagoya, en collaboration avec l'Institut de technologie de Tokyo, a découvert qu'une solution à ce problème environnemental et technologique pressant pourrait résider dans un pigment appelé bleu de Prusse. Grâce à leur technique, l'or pourrait être extrait des déchets électroniques, tels que les téléphones intelligents, en quantités 10 à 80 fois supérieures à celles qui peuvent être obtenues à partir de minerais naturels.
Dans le monde de l'art, le bleu de Prusse était à l'origine utilisé comme colorant dans la peinture et l'encre et a été utilisé par des peintres tels que Picasso, Van Gogh et Hokusai pour sa couleur bleu foncé. Cependant, dans le monde de la chimie, ce pigment possède une autre propriété intéressante. Ses espaces de taille nanométrique (appelés nanospaces) ont un réseau en forme de jungle, qui, selon des expériences antérieures, pourrait absorber des métaux du groupe du platine. Cependant, il n'était pas clair comment fonctionnait l'absorption de ces métaux multivalents.
Dans une étude publiée dans Scientific Reports, une équipe composée du professeur Jun Onoe et de Shinta Watanabe de la Graduate School of Engineering de l'Université de Nagoya, en collaboration avec Kenji Takeshita de l'Institut de technologie de Tokyo, a utilisé les rayons X et la spectroscopie ultraviolette pour en savoir plus sur le processus. "J'ai été surpris de découvrir que le bleu de Prusse absorbe les métaux précieux du groupe du platine en les remplaçant par des ions de fer dans le cadre tout en conservant la structure de la jungle-gym." Onoe explique. Ce mécanisme permet au bleu de Prusse d'absorber plus d'or et de métaux du groupe du platine que les absorbants biosourcés conventionnels.
Un autre avantage de l'étude est qu'elle a montré un moyen de résoudre l'un des problèmes majeurs de l'élimination des déchets nucléaires. Actuellement, le combustible nucléaire usé généré par les centrales électriques est acheminé vers une usine de retraitement où les déchets liquides radioactifs sont transformés en un état semblable à du verre pour un stockage géologique. Dans ce processus, les restes de métaux du groupe du platine se déposent souvent sur la surface de la paroi latérale du fondoir, créant ainsi une répartition inégale de la chaleur. Ce déséquilibre affecte la qualité et la stabilité des objets vitrifiés et augmente les coûts car le fondoir doit être rincé avant de pouvoir être réutilisé.
"Nos résultats démontrent que le bleu de Prusse ou ses analogues sont un candidat pour améliorer le recyclage des métaux précieux issus des déchets nucléaires et électroniques", déclare Onoe. "Surtout par rapport aux adsorbants / charbons actifs biosourcés conventionnellement utilisés."
La perte de métaux précieux dans l'élimination des déchets est un problème sérieux, en particulier dans la situation actuelle de ressources naturelles de plus en plus limitées. En rendant le recyclage des métaux plus efficace, le bleu de Prusse ou son analogue promet de rendre le recyclage plus écologique et économique.
Ce travail a été soutenu financièrement en partie par "Le programme de R&D pour les systèmes d'énergie nucléaire avancés" du MEXT (Ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie), et en partie par Chubu Electric Power Co. Ltd.
- Ce communiqué de presse a été fourni par l'Université de Nagoya
