Egy lépésben vonná ki és tisztítaná meg a ritkaföldfémeket (angol nevükön rare earth elements, REE) egy természetben előforduló fehérje, a lanmodulin. Az amerikai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium (LLNL), a Pennsylvania Állami Egyetem (PSU) és az Idaho Nemzeti Laboratórium (INL) kutatói szerint ezzel megnyílt az út az elektronikai hulladékok fenntartható újrahasznosításához az Egyesült Államokban.
Thomas Reason/LNLL
A 17 ritkaföldfémnek az elektronikai iparban van pótolhatatlan szerepe. Jóllehet a ritkaföldfémek nevükkel ellentétben nem mind ritkák, bányászatuk nem gazdaságos és környezetszennyező, ezért sok országban inkább nem végzik. Jelenleg a világ REE-kitermelésének több mint 60 százaléka Kínából származik (2019-es adat), de például tíz évvel ezelőtt még 90 százalék felett volt a kínai kitermelés aránya. Ez az egyenlőtlen kitermelés rendkívüli módon felhajthatja az árakat, és kockázatos piaci helyzetet eredményezhet, kiszolgáltatottá teszi a ritkaföldfémeket importáló országokat. 2019-ben a globális REE-kitermelés elérte a 213 ezer tonnát. Ehhez képes kutatók szerint csak Japánban a már nem használt elektronikai készülékekből legalább 300 ezer tonna REE volna kivonható.
Látható, mennyire súlyosan környezetkárosító egy külszíni REE-bánya.
KÉP: Ecomerge/Edgy
Erre találtak most reménykeltő megoldást az amerikai kutatók. A lanmodulin nemcsak az elektronikai hulladékokból, hanem a bányászati melléktermékekből is képes "kienni" a ritkaföldfémeket. Ráadásul elviseli az iparágra jellemző körülményeket, mint a savas környezet, nagy hőmérséklet, más ionok fokozott jelenléte.
A ritkaföldfémek létfontosságúak az amerikai versenyképességhez a megújulóenergia-szektorban, mert a high-tech gazdaság és a nemzetbiztonság eszközeinek gyártásához szükségesek, mint a számítástechnikai alkatrészek, nagyerejű mágnesek, szélturbinák mobiltelefonok, napelemek, szupervezetők, hibrid- és elektromos járművek akkumulátorai, LCD-kijelzők, éjjellátó szemüvegek és a mágnesesen hangolható miktorhullámú rezonátorok (pl. rádiókban, radarokban).
A ritkaföldfémeknek nemcsak a bányászatuk, hanem egyelőre az újrahasznosításuk (tehát kivonásuk és tisztításuk) is túlságosan bonyolult, energiaigényes és/vagy környezetszennyező. Ezért hatalmas jelentőségű egy olyan tiszta módszer kifejlesztése, mint a lanmodulin fehérje. A bizonyos baktériumok által termelt lanmodulin rendkívül stabil és vízben oldható vegyületeket hoz létre a ritkaföldfémekkel, míg más fémekkel nem lép reakcióba. Eddig ezt a folyamatot csak mesterségesen előállított molekulákkal (kelátorokkal) tudták előidézni. (A kelátorok erősen kapcsolódnak a fémionokhoz.)
LNLL
A lanmodulin az egyetlen ismert makrokelátor, amely természetes úton képződik, és visszafordíthatóan képes elkülöníteni az REE-ionokat. Az eddig ismert makromolekulák például a vasat vagy a kalciumot voltak képesek elkülöníteni. A lanmodulin jelentősége, hogy egyetlen lépésben képes a mennyiségi és szelektív REE-különválasztásra az elektronikai hulladékből és a szénbányászati melléktermékből is, amire az eddig alkalmazott kémiai fémkinyerő módszerek nem képesek.
Az ENSZ Global E-waste Monitor 2020 jelentése szerint a világon 2019-ben rekordmennyisésű, 53,6 millió tonna elektronikai hulladék keletkezett, de ez 2030-ra 74 millió tonnára nőhet. A legtöbb, közel 25 millió tonna e-hulladékot Ázsia termelte (elsősorban Kína és Japán), Észak- és Dél-Amerika 13 millió tonnáért felelős, az Európai Unió 12 millió tonnáért. Miközben a fejlett országokban nagy mennyiségű elektronikai hulladék keletkezik - Európában fejenként 16 kg, Amerikában fejenként 13 kg -, Afrikában csak fejenként 2,5 kilogramm. Az éves e-hulladék értéke 62,5 milliárd dollár az ENSZ szerint. Az elektronikai hulladéknak csupán 17,4 százalékát gyűjtötték be és hasznosították újra 2019-ben.
Hiver't-Klokner Zsuzsanna
0 
