Pierwiastki ziem rzadkich nazywane są „złotem XXI wieku”. Gdyby nie one, nie byłoby między innymi smartfonów. Badania dotyczące odzyskiwania tych pierwiastków ze zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego prowadziły badaczki z Instytutu Nauk Chemicznych Wydziału Chemii UMCS. Skupiły się na przykładzie baterii niklowo-wodorkowych, których wszyscy na co dzień używamy.
Odpady o znaczeniu strategicznym
– To temat ważny, ponieważ na świecie powstaje około 50 milionów ton odpadów sprzętu elektrycznego i elektronicznego, przy czym w krajach Unii Europejskiej jest to 8 milionów – mówi profesor Dorota Kołodyńska. – Dlatego też na zużyty sprzęt elektryczny, elektroniczny nałożone są pewne obostrzenia legislacyjne. W Polsce też działają przepisy, które wręcz nakazują, by tego typu odpady były zbierane. Baterie zakwalifikowane są do odpadów niebezpiecznych, dlatego że – szczególnie baterie starego typu – zawierały bardzo toksyczny dla ludzi pierwiastek, czyli kadm. Mówi się o tym, że rokrocznie sprzedaje się ponad 300 milionów sztuk baterii, małych lub dużych paluszków.
– W naszych badaniach skupiamy się na pierwiastkach ziem rzadkich – zaznacza Katarzyna Burdzy, doktorantka Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UMCS. – To grupa 17 pierwiastków. Tutaj mamy skand, itr oraz lantanowce. Są to pierwiastki o znaczeniu strategicznym dla rozwoju nowoczesnych, wysoko rozwiniętych technologii. Wbrew swojej nazwie pierwiastki te nie występują w przyrodzie rzadko. Jednak dużym problemem jest ich rozproszenie. Złoża pierwiastków ziem rzadkich są w Chinach, ale także w Stanach Zjednoczonych, Brazylii czy Rosji.
CZYTAJ: Statek kosmiczny Starship wybuchł w powietrzu podczas pierwszego lotu [WIDEO]
Złoto XXI wieku
– Z pierwiastkami ziem rzadkich mamy do czynienia w codziennym życiu – wskazuje prof. Dorota Kołodyńska. – Telefony, smartfony, znakowanie pieniędzy, turbiny wiatrowe, samochody elektryczne – w tych dziedzinach są one wykorzystywane. Zawsze mówimy o tym, że to tak naprawdę złoto XXI wieku. Bez tych pierwiastków nie będziemy w stanie funkcjonować. Dlatego bardzo ważne jest to, aby znaleźć metodę na pozyskiwanie tych pierwiastków.
– Ze względu na ich bardzo wysokie podobieństwo we właściwościach fizykochemicznych są one kłopotliwe w otrzymaniu, w rozdzieleniu – tłumaczy Katarzyna Burdzy. – Proces ten jest bardzo kosztowny i czasochłonny. Dlatego niezmiernie ważne jest poszukiwanie metod, które pozwoliłyby otrzymać te pierwiastki nawet z surowców wtórnych. Nasze badania na tym się opierają.
CZYTAJ: Naukowcy: trzydniowe weekendy korzystne dla zdrowia
Korzystnie dla środowiska
– W naszych badaniach wykorzystaliśmy biodegradowalny czynnik kompleksujący, jeden z wielu – mówi prof. Dorota Kołodyńska. – Okazało się, że biodegradowalne czynniki, takie jak kwas iminodibursztynowy, są w stanie wiązać te pierwiastki. Zastosowanie odpowiednich wymieniaczy jonowych w następnym etapie pozwala na sukcesywne rozdzielenie tych pierwiastków. To oczywiście ma znaczenie w ich późniejszym wykorzystaniu, np. w światłowodach.
– Stosowane przez nas biodegradowalne czynniki kompleksujące, dostając się do środowiska, ulegają rozkładowi w krótkim czasie do produktów prostych nieszkodliwych – zaznacza Katarzyna Burdzy.
– W 2006 roku w Polsce poznańska firma po raz pierwszy wprowadziła nawozy mineralne, które w składzie zawierają kwas iminodibursztynowy – mówi prof. Dorota Kołodyńska. – To czynniki, które pomalutku wkraczają na różnego rodzaju rynki. Stosowane są w środkach takich jak proszki do zmywarek, żele do prania. To chyba największa gałąź, w której znajdziemy biodegradowalne czynniki kompleksujące. Ważne jest też, żeby pomalutku zastępowały one te tradycyjne, który też znamy z codziennego życia. A nie zawsze zdajemy sobie z tego sprawę. Ten czynnik zapobiega chociażby wytrącaniu się osadów w produktach spożywczych. Jest w keczupie czy majonezie.
– Jak się okazało, jedna mała bateria zegarkowa może zanieczyścić nawet jeden metr sześcienny gleby albo kilkaset litrów wody. Dlatego tak ważne jest oddawanie zużytych baterii do odpowiednich punktów odzysku lub pojemników do zbierania baterii – dodaje Katarzyna Burdzy.
Naukowcy będą starali się pozyskać firmy zainteresowane odzyskiem pierwiastków ziem rzadkich.
LilKa / opr. WM
Fot. pixabay.com