Phương pháp biến rác điện tử thành vàng

15 giờ trướcBài gốc

Các nhà nghiên cứu tại ETH Zurich đã phát triển một miếng bọt biển khí gel (trái) có thể tách vàng (phải) được sử dụng trong các thiết bị điện tử cũ. Ảnh: ETH Zurich

Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) đã phát triển công nghệ thu hồi vàng từ rác điện tử bằng protein từ nước whey, một phế phẩm trong sản xuất phô mai. Quy trình thân thiện với môi trường này có thể giúp tái chế kim loại quý hiệu quả, giảm ô nhiễm và tạo ra nguồn tài nguyên bền vững.

Tài sản bị lãng quên

Với sự bùng nổ công nghệ, con người ngày càng phụ thuộc vào các thiết bị điện tử. Từ điện thoại thông minh, máy tính bảng, tivi cho đến thiết bị y tế, tất cả đều chứa một lượng nhỏ kim loại quý, trong đó có vàng. Tuy nhiên, sau khi các thiết bị này hết vòng đời sử dụng, phần lớn chúng không qua xử lý đúng cách.

Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, năm 2024, thế giới tạo ra khoảng 63 triệu tấn rác điện tử, tốc độ tăng trưởng nhanh nhất toàn cầu. Thế nhưng, chỉ khoảng 17% trong số này được tái chế đúng quy trình tại các cơ sở đạt chuẩn. Phần còn lại thường bị thải bỏ vô tội vạ vào môi trường hoặc được xử lý thô sơ tại các cơ sở “chui”, gây ô nhiễm đất, nước ngầm và không khí.

Đáng chú ý, mỗi tấn bo mạch điện tử thải có thể chứa tới 300g vàng. Vậy nên, việc khai thác lại lượng vàng này không chỉ đem đến giá trị kinh tế, mà còn là một giải pháp cấp bách giúp xử lý vấn đề môi trường đang ngày càng nghiêm trọng.

Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học tại ETH Zurich đã đưa ra một giải pháp táo bạo và độc đáo: Tận dụng phụ phẩm từ ngành sữa, cụ thể là nước whey trong sản xuất phô mai để tạo ra một loại vật liệu sinh học có khả năng “hút” vàng từ rác thải điện tử.

Nam châm sinh học hút vàng

Giáo sư Raffaele Mezzenga cùng cộng sự Mohammad Peydayesh nhận thấy rằng nước whey chứa lượng lớn protein. Khi được đun nóng trong môi trường axit, protein này sẽ tự tái cấu trúc thành những sợi amyloid siêu mảnh với đường kính chỉ vài nanomet.

Tận dụng đặc tính siêu nhỏ và bền vững này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp các sợi amyloid với gel để tạo thành aerogel - một vật liệu cực nhẹ, có cấu trúc tổ ong li ti với diện tích bề mặt lớn. Chính nhờ cấu trúc đó, aerogel trở thành một “cái bẫy” lý tưởng cho các ion vàng trong dung dịch.

Thử nghiệm cho thấy, chỉ cần một miếng aerogel nhỏ bằng đầu ngón tay thả vào dung dịch chứa ion vàng (được hòa tan từ các bo mạch điện tử), toàn bộ vàng sẽ nhanh chóng kết dính vào khung protein đó. Sau vài giờ, phần vàng được giữ lại có độ tinh khiết lên đến 90,8% - tức gần đạt chuẩn vàng 22 carat.

Đây là một kết quả đáng kinh ngạc nếu so với các phương pháp tái chế hiện nay vốn cần nhiều bước xử lý, hóa chất độc hại và chi phí cao. Điều đặc biệt là toàn bộ quá trình diễn ra ở nhiệt độ phòng, không sử dụng axit mạnh hay kim loại nặng, giúp đảm bảo an toàn cho người thực hiện cũng như thân thiện với môi trường.

Vàng có thể được khai thác từ rác thải điện tử một cách thân thiện với môi trường. Ảnh: Earth

Lợi nhuận khủng, môi trường được lợi

Khi đã chiết xuất được vàng, miếng aerogel sẽ được nung nhẹ để chuyển ion vàng thành dạng kim loại. Sau đó, gia nhiệt ở mức cao giúp các vảy vàng kết tụ lại thành một khối đồng nhất - một “cục vàng” đúng nghĩa.

Không dừng lại ở đó, khi đốt khung protein, vật liệu hoàn toàn phân hủy mà không để lại cặn bã nhựa hay kim loại - một ưu điểm lớn so với phương pháp truyền thống thường để lại chất thải nguy hại.

Tính toán kinh tế của nhóm nghiên cứu càng khiến giới công nghệ chú ý. Chi phí nguyên liệu và năng lượng để xử lý một lượng bo mạch điện tử chỉ bằng 1/50 giá trị thị trường của lượng vàng thu được. Ngay cả khi cộng thêm chi phí nhân công, vận hành và bảo trì, phương pháp vẫn cho thấy lợi nhuận cực kỳ khả quan.

Quan trọng hơn, nhờ quy trình đơn giản và chi phí thấp, công nghệ này có thể được triển khai ở quy mô nhỏ - ví dụ như các nhà máy địa phương. Thay vì phải gom rác điện tử chuyển đi nước ngoài để xử lý, người ta có thể xây dựng các cơ sở tái chế ngay tại chỗ, giảm đáng kể khí thải từ giao thông, tiết kiệm chi phí hậu cần và tạo việc làm tại địa phương.

Giáo sư Mezzenga cho biết: “Phương pháp này không chỉ bền vững, mà còn có tính khả thi cao về mặt thương mại. Nó có thể trở thành công nghệ lõi trong tái chế điện tử của tương lai”.

Hướng đi mới cho kinh tế tuần hoàn

Trong kỷ nguyên của kinh tế tuần hoàn, việc tái sử dụng tài nguyên và giảm rác thải là yếu tố then chốt. Nhóm nghiên cứu ETH Zurich đã cho thấy một con đường sáng tạo: Biến phụ phẩm từ ngành thực phẩm thành công cụ khai thác vàng từ rác điện tử.

Câu chuyện không chỉ là về công nghệ, mà còn là lời nhắc nhở rằng: Những gì chúng ta xem là “rác” đôi khi lại chứa đựng giá trị vô cùng lớn, nếu biết cách nhìn và xử lý.

Nếu được nhân rộng và cải tiến thêm, phương pháp chiết xuất vàng từ rác điện tử bằng whey có thể góp phần lớn trong việc giảm thiểu ô nhiễm, đồng thời biến ngành tái chế thành lĩnh vực sinh lời bền vững - một mũi tên trúng 2 đích trong hành trình bảo vệ Trái đất.

Theo Earth

Hải Yến

Nguồn GD&TĐ : https://giaoducthoidai.vn/phuong-phap-bien-rac-dien-tu-thanh-vang-post735497.html