LAB
31.07.2023

I rifiuti elettronici diventano una risorsa per il recupero dei metalli hi-tech

I rifiuti elettronici diventano una risorsa per il recupero dei metalli hi-tech

L'Audi Environmental Foundation e l’Università di Freiberg stanno lavorando insieme per sviluppare nuove tecniche di recupero delle materie prime attraverso il riciclo.

Il recupero delle materie prime attraverso i processi di riciclo è una parte fondamentale nel percorso verso la sostenibilità. Per questo l'Audi Environmental Foundation collabora con l’Università di Freiberg con l'obiettivo di sviluppare nuove tecniche di recupero delle materie prime.

Tecnologie come il fotovoltaico, le fibre ottiche e i semiconduttori utilizzano elementi specifici come indio, gallio e stagno, e in generale in ogni dispositivo elettronico ci sono componenti che contengono questi elementi. Purtroppo, attualmente, questi vanno persi quando le parti elettroniche che li contengono vengono gettate insieme ai rifiuti domestici. Con il processo di estrazione selettiva che è in fase di sviluppo si riusciranno a recuperare le materie prime dai rifiuti inceneriti, in modo da creare un ciclo chiuso dei metalli hi-tech più preziosi.

Materie prime e terre rare

Nel 2019, solo in Germania, sono state consumate circa 16 tonnellate di materie prime primarie pro capite. In questa statistica sono incluse tutte le materie prime estratte da fonti naturali, oltre alle biomasse e ai combustibili fossili, ma anche ferro, rame, piombo e minerale di zinco. Questi ultimi difficilmente si trovano in Europa e quindi devono essere importati per la lavorazione; tuttavia le materie prime metalliche sono risorse esauribili, spesso sono rare oppure si trovano solo in località remote. Inoltre, non si trovano mai nella loro forma pura, ma prima di essere lavorate devono essere estratte dai minerali attraverso complessi processi chimico-termici.

Questi metalli sono però fondamentali per alcuni settori cruciali, per esempio la mobilità elettrica, le telecomunicazioni e il fotovoltaico e la loro domanda aumenterà in tutto il mondo entro il 2030, secondo il World Resources Council delle Nazioni Unite. Del resto il numero di dispositivi elettronici in uso a livello globale sta crescendo e tutti utilizzano un'elettronica di controllo basata sui seminconduttori che a loro volta contengono le terre rare.

{

Scorie e ceneri

Tutti questi elementi sono, come detto, rari e preziosi, ma spesso si perdono involontariamente. Tante persone gettano piccoli dispositivi come torce, chiavette USB, cavi di ricarica e perfino telefoni cellulari nei rifiuti domestici anziché restituirli nei punti di raccolta.

I rifiuti domestici solitamente vengono inceneriti: una procedura che non permette di recuperare le materie prime, che restano nelle scorie o nelle ceneri volanti. Queste ultime finiscono in discarica, con il risultato che gli elementi tecnologici escono dal ciclo e non sono disponibili per un utilizzo ulteriore.

Estrarre i metalli

Proprio qui entra in gioco il progetto di ricerca finanziato dalla Audi Environmental Foundation sull'estrazione selettiva di indio, gallio e stagno. L'obiettivo è estrarre i metalli che si trovano nelle ceneri volanti e nelle scorie create dall'incenerimento dei rifiuti domestici, per riutilizzarli in nuovi prodotti. In questo modo si può creare una soluzione alternativa rispetto all'estrazione di materie prime, riducendo l'impatto ambientale e le emissioni create dal commercio internazionale di minerali e materiali lavorati.

Partendo dal metodo di estrazione selettiva, la dottoranda in chimica dell’Università di Freiberg Betty Leibiger sta sviluppando in laboratorio il processo di riciclo: “La sfida è produrre molecole che leghino in modo specifico gli ioni metallici desiderati”.

{

Le "pinzette"

Detto in maniera più semplice, Leibiger deve sviluppare una "pinzetta" di forma speciale in grado di prelevare gli ioni metallici da separare da una soluzione di cenere volante. Ogni "testa di pinzetta" su misura - nota nella terminologia tecnica come legante - si adatta solo a uno specifico ione metallico, come l'indio. “Quindi bisogna usare un acido per fare in modo che le pinzette rilascino gli ioni" continua Leibiger.

Questo approccio permette di separare gradualmente i singoli ioni metallici dalla miscela e di purificarli in modo da essere utilizzabili in applicazioni tecnologiche. “In questa fase del progetto, l'obiettivo è sviluppare una gamma di ‘teste di pinzette’ adatte, per poi testarle e ottimizzarle su una piccola scala” conclude Leibiger.

Audi Environmental Foundation

In una fase successiva il progetto potrebbe essere ampliato e prevedere esperimenti di estrazione usando ceneri volanti reali o soluzioni di lisciviazione provenienti dal ritrattamento delle ceneri volanti. Il progetto e la tesi di dottorato associata dureranno complessivamente tre anni; il primo è finanziato dalla Audi Environmental Foundation.

Le materie prime sono limitate. Per questo i metodi per conservarle sono ancora più importanti, soprattutto quando sono in gioco le grandi quantità richieste dall'industria. Questo processo non è solo un ulteriore contributo scientifico alla definizione dei cicli delle risorse, ma collega anche l'ambientalismo tradizionale alle tecnologie innovative, in linea con il nostro approccio Greenovation" dichiara Rüdiger Recknagel, Direttore dell'Audi Environmental Foundation.

La seconda vita delle batterie

Questo progetto, così come tanti altri supportati dall'Audi Environmental Foundation, sensibilizza all'uso ecoconsapevole delle materie prime, cercando di evitare gli sprechi e fornendo suggerimenti sulla conservazione. Gli esempi concreti non mancano: la start-up tedesco-indiana Nunam trasforma le batterie usate in unità mobili di accumulo di energia; Nunam ha anche assemblato una nanogriglia solare partendo da due moduli batteria provenienti da Audi e-tron usate per i test.

Questo approccio permette di conservare risorse e risparmiare energia che sarebbe stata utilizzata per il riciclo e la produzione di nuove batterie. L'Audi Environmental Foundation è coinvolta anche in un progetto con CLEAR RIVERS per ridurre l'inquinamento da plastica negli oceani: sono state installate trappole per rifiuti in alcuni fiumi e porti, per esempio nel canale Bruxelles-Charleroi, a Budapest e a Rotterdam. Il loro scopo è innanzitutto impedire che i rifiuti di plastica raggiungano il mare, poi i rifiuti raccolti vengono smistati e riciclati.

Fonte: AUDI AG

VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1

Articoli correlati