Innerhalb weniger Sekunden: Stromstöße recyceln Elektroschrott in Rekordzeit

Das sogenannte Urban Mining klingt auf den ersten Blick extrem vielversprechend. Statt Rohstoffe mühsam aus der Erde zu holen, könnte man einfach den vorhandenen Elektroschrott recyceln. Tatsächlich enthält dieser oftmals einen größeren Anteil an Edelmetallen als die aufwändig abgebauten Erze. Genug Material ist ebenfalls vorhanden: Alleine im vergangenen Jahr sind weltweit rund 45 Millionen Tonnen Elektroschrott neu hinzugekommen. Davon allerdings wurden nur rund zwanzig Prozent recycelt. Der Grund: Die bisher angewandten Verfahren sind entweder nicht wirklich umweltfreundlich oder aufwändig und energieintensiv. Wissenschaftler der Rice University in den Vereinigten Staaten haben daher nun einen neuen Recyclingprozess entwickelt, der ohne diese Nachteile auskommen soll. Den Kern des neuen Ansatzes bildet das sogenannte Flash-Joule-Heating. Dabei wird das Material mithilfe eines kurzen Stromstoßes auf 3.100 Grad Celsius erhitzt. Die wertvollen Materialien verdampfen dann und können eingefangen werden.

In der Kältefalle wird der Dampf zu wertvollen Metallen

Bei ihren Versuchen im Labor zermahlten die Forscher zunächst eine Computerplatine und füllten sie anschließend in ein Keramikrohr. Außerdem gaben sie noch Kochsalz als Trennungshelfer sowie Ruß zur Erhöhung der Leitfähigkeit hinzu. An den Enden der Röhren befanden sich dann zwei Elektroden, die den gewünschten Stromstoß durch das Material schickten. Anschließend wird der Dampf über ein Vakuum abgesaugt und in eine sogenannte Kältefalle geleitet. Dort kondensieren sich die einzelnen Metalle wieder aus und sind anschließend als feine Schicht an den Rändern der Absetzkammer zu finden. Weil die einzelnen Metalle bei unterschiedlichen Temperaturen wieder fest werden, können sie auf diese Art und Weise einfach voneinander getrennt werden. Die weitere Verarbeitung kann dann mit bereits heute kommerziell genutzten Verfahren erfolgen. Erste Analysen haben ergeben, dass der Ansatz durchaus vielversprechend ist. So lag die Rückgewinnungsquote für Palladium, Silber oder Ruthenium bei rund achtzig Prozent.

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Der Energieverbrauch kann deutlich reduziert werden

Bei Gold wurde immerhin noch ein Wert von sechzig Prozent erzielt. Wichtig sind zudem noch zwei weitere Dinge. Zum einen ist die Hitzephase so kurz, dass der Energieverbrauch deutlich niedriger liegt als bei den bisher gängigen Verfahren. Außerdem bleibt am Ende des Verfahrens kein Giftmüll übrig. Denn die meisten problematischen Stoffe verdampfen ebenfalls und können so bei Bedarf eingefangen und unschädlich gemacht werden. Am Ende erhält man so einen überwiegend aus Kohle bestehenden Überrest, der theoretisch sogar über den Hausmüll entsorgt werden könnte. Die Forscher haben inzwischen einen ersten Prototyp entwickelt. Dieser arbeitet aber noch nicht im industriellen Maßstab. Die nächste Aufgabe der Forscher besteht nun darin, ihr Verfahren zu skalieren. Sie sind zuversichtlich, dass dann schon bald Elektroschrott kommerziell mithilfe von Stromstößen recycelt werden kann. Für die Umwelt wäre dies zweifelsohne eine gute Nachricht.

Via: Rice University