Jährlich werden rund 50 Millionen Tonnen davon produziert Elektroschrott (Elektroschrott) wird weltweit produziert, wovon nur 20 % recycelt werden. Angesichts dieses wachsenden Problems schlägt ein Forschungsteam unter der Leitung der Cornell University einen innovativen Ansatz vor: die Gewinnung von Gold aus Elektroschrott, um es als Katalysator in Prozessen zur Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) in organische Materialien wiederzuverwenden.
Eine nachhaltige Lösung für ein doppeltes Umweltproblem
Elektroschrott stellt eine unzureichend genutzte Ressource dar. Sie enthalten im Durchschnitt zehnmal mehr Gold pro Tonne als das in den Minen geförderte Erz. Bei herkömmlichen Goldgewinnungsmethoden werden jedoch Chemikalien wie Zyanid eingesetzt, die schädlich für die Umwelt sind.
Für Amin Zadehnazari, Postdoktorand im Labor von Professor Alireza Abbaspourrad, war es zwingend erforderlich, eine umweltfreundlichere Methode zu entwickeln. Unter Verwendung vinylgebundener kovalenter organischer Gerüste (VCOFs) entwickelte sein Team ein System, das zur Erfassung geeignet ist 99,9 % de l’or enthalten in den gedruckten Schaltkreisen veralteter elektronischer Geräte, während die Gewinnung anderer Metalle wie Nickel oder Kupfer begrenzt wird.
Technologische Innovation im Herzen des Recyclings
VCOFs wirken durch chemische Adsorption, einen Prozess, bei dem Partikel an einer Oberfläche haften. Dieser Ansatz erfordert keine gefährlichen Chemikalien und stellt einen großen Fortschritt im Bereich des Edelmetallrecyclings dar. Sobald VCOF mit Gold beladen ist, wird es wiederverwendet, um Kohlendioxid in nützliche organische Materialien umzuwandeln.
Zadehnazari erklärt: „Durch die Umwandlung von CO2 in hochwertige Materialien reduzieren wir nicht nur den Abfall, sondern bieten auch ökologische und praktische Vorteile. Dies ist eine doppelt vorteilhafte Lösung. »
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Verwertung von CO2: ein Hebel gegen Treibhausgase
CO2, die Hauptursache der globalen Erwärmung, kann mithilfe von mit Gold beladenen Katalysatoren in organische Verbindungen umgewandelt werden. Diese Verbindungen, wie zum Beispiel carboxylierte Alkine, werden in verschiedenen Industriebereichen eingesetzt, darunter auch in der Feinchemie. Diese Aufwertung bietet eine interessante Perspektive zur Reduzierung der Umweltauswirkungen von CO2-Emissionen bei gleichzeitiger Erfüllung der Bedürfnisse der Industrie.
Eine wissenschaftliche Publikation zur Unterstützung des ökologischen Wandels
Diese Arbeit, veröffentlicht in Naturkommunikation unter dem Titel Recycling von Elektroschrott in mit Gold beladene kovalente organische Gerüstkatalysatoren für die terminale Alkin-Carboxylierungunterstreichen, wie wichtig es ist, die Nutzung von Ressourcen aus Elektroschrott zu überdenken. Mit einer weltweiten Produktion von Bis 2030 werden 80 Millionen Tonnen Elektroschrott erwartetwird es immer dringender, ihr Potenzial über das einfache Recycling hinaus auszuschöpfen.
Modernste Infrastrukturen im Dienste der Forschung
Möglich wurde dieser technologische Fortschritt durch Cornell Materials Research Center und in den Einrichtungen für Kernspinresonanz (NMR) der Universität, beide finanziert von der National Science Foundation. Diese Infrastrukturen ermöglichen präzise und tiefgreifende Analysen der Eigenschaften der entwickelten Materialien.
Auf dem Weg zu einem innovativen ökonomischen und ökologischen Modell
Der vom Cornell-Team entwickelte Ansatz bietet eine Alternative zum klassischen Paradigma des Elektroschrott-Managements. Durch die Kombination der Goldgewinnung mit der produktiven Nutzung zur CO2-Reduzierung könnte dieser Prozess zu einem Kernstück ökologischer Übergangsstrategien werden.
Die Anwendungsaussichten gehen weit über Labore hinaus. Mit Unterstützung der öffentlichen Politik und Industrieinvestitionen könnte diese Innovation ein großes Umweltproblem in eine Chance für die chemische und technologische Industrie verwandeln.
Artikelquelle: https://news.cornell.edu/stories/2025/01/e-waste-gold-pathway-co2-sustainability
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