Nội dung chính
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. Đây là một vấn đề môi trường nghiêm trọng cần được giải quyết.
Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) đã phát triển một 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 giúp tái chế kim loại quý hiệu quả, giảm ô nhiễm và tạo ra nguồn tài nguyên bền vững.
Vấn đề rác điện tử
Sự bùng nổ công nghệ khiến 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.
Chỉ khoảng 17% rác điện tử 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. 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.
Các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp sáng tạo để biến rác điện tử thành vàng, mở ra hướng đi mới cho kinh tế tuần hoàn.
Vàng được khai thác từ rác điện tử
Công nghệ thu hồi vàng từ rác điện tử
Giáo sư Raffaele Mezzenga và 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.
Lợi ích kinh tế và môi trường
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.
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.
Tính toán kinh tế của nhóm nghiên cứu cho thấy 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. Đây là một lợi nhuận cực kỳ khả quan.
Hướng đi mới cho kinh tế tuần hoàn
Việc tái sử dụng tài nguyên và giảm rác thải là yếu tố then chốt trong kỷ nguyên của kinh tế tuần hoàn. 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.
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.