นักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเทคโนโลยีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว สามารถรีไซเคิล 90% ของธาตุสังกะสีจากขยะอิเล็กทรอนิกส์เก่า

นักวิจัยจาก Rice University ได้พัฒนาวิธีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วแบบใหม่ ซึ่งสามารถรีไซเคิลประมาณ 90% ของสังกะสีจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากพลาสติก สังกะสีเป็นธาตุสำคัญที่ช่วยให้พลาสติกมีคุณสมบัติกันไฟ ซึ่งใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อป้องกันความเสี่ยงจากไฟฟ้าลัดวงจร ในวิธีการใหม่นี้ ทีมงานได้ทำการให้ความร้อนพลาสติกที่เกิดจากการทดลองในห้องปฏิบัติการที่อุณหภูมิสูงเป็นระยะเวลาสั้น ๆ เพื่อให้สังกะสีสามารถระเหยและควบแน่นในพื้นที่เก็บรวบรวม นอกจากนี้ พลาสติกใช้เวลาเพียง 9.4 มิลลิวินาทีที่อุณหภูมิระหว่าง 392 ถึง 932 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งลดเวลาที่จะทำให้เกิดสารประกอบโบรมีนอินทรีย์ที่เป็นพิษอย่างมาก

ทั่วโลกมีสัดส่วนเกือบ 39% ของสังกะสีที่ใช้ในการผลิตพลาสติกกันไฟ ซึ่งพลาสติกเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกนำไปทิ้งในหลุมฝังกลบ คาดว่าจนถึงปี 2030 การผลิตสารกันไฟทั่วโลกจะสูงถึง 82 ล้านตัน และมีขยะอิเล็กทรอนิกส์หลายสิบล้านตันต่อปี ความต้องการที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นภัยคุกคามอย่างร้ายแรงต่อทรัพยากรแร่ในอนาคต

ปัญหาของวิธีการรีไซเคิลแบบดั้งเดิม

นักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้สำรวจวิธีการในการจับสารตั้งต้นที่สำคัญนี้ใหม่ ซึ่งจะสะสมในขยะอิเล็กทรอนิกส์เมื่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์สิ้นสุดลง วิธีการรีไซเคิลแบบดั้งเดิมใช้การให้ความร้อนอย่างช้า ๆ เพื่อปล่อยโลหะ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพอย่างมาก เนื่องจากวิธีการนี้ปล่อยสารประกอบโบรมีนอินทรีย์ที่เป็นพิษ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญอีกอย่างหนึ่งของพลาสติกกันไฟ และมีรูปแบบที่จับได้ยาก นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ Rice University และผู้เขียนหลักของเอกสารนี้ Ye Haoxin กล่าวว่า "โดยทั่วไปแล้ว การให้ความร้อนพลาสติกจะปล่อยสังกะสีในรูปแบบที่ระเหยและจับได้ยาก พร้อมกับสร้างและปล่อยสารประกอบโบรมีนอินทรีย์ที่เป็นอันตราย"

เขายังชี้ให้เห็นว่า ตัวเลือกอื่น ๆ เช่น การใช้กรดเข้มข้น ตัวทำละลายอินทรีย์ หรือวิธีการหลายขั้นตอนมีความเสี่ยงหรือไม่สามารถทำได้จริง

ข้อดีของเทคโนโลยีใหม่

ตามที่ทีมงานกล่าว การให้ความร้อนอย่างช้า ๆ จะทำให้ธาตุเปลี่ยนรูปแบบและสร้างสารประกอบใหม่ ซึ่งอาจเป็นอันตรายได้ เมื่อรู้ว่าการให้ความร้อนอย่างช้า ๆ เป็นสาเหตุ ทีมงานจึงหันมาใช้วิธีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วแบบ Tour ซึ่งสามารถให้ความร้อนวัสดุได้อย่างรวดเร็วในเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีที่อุณหภูมิหลายร้อยองศาเซลเซียส วิธีการที่ปรับปรุงแล้วนี้เรียกว่า การให้ความร้อนแบบเจอร์ลที่มีการควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งถูกปรับใช้เพื่อการรีไซเคิลสังกะสีอย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่จับสารประกอบโบรมีนอินทรีย์ที่เป็นอันตราย "เราพบว่าขยะพลาสติกกันไฟที่เกิดจากการทดลองในห้องปฏิบัติการ เมื่อบดแล้วจะถูกวางระหว่างแผ่นคาร์บอนที่มีการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า เราใช้การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วในการกระตุ้นหลายครั้ง" Ye Haoxin กล่าว

Ye Haoxin กล่าว

วิธีการนี้ทำให้พลาสติกถูกเปิดเผยต่ออุณหภูมิสูงเพียง 9.4 มิลลิวินาที ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดสารประกอบโบรมีนอินทรีย์ที่เป็นพิษ นักวิจัยสามารถแปลง 83% ของโบรมีนเป็นไฮโดรโบรมีน ซึ่งเป็นสารเคมีอุตสาหกรรมที่มีค่า การทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถจับมันและแปลงเป็นเกลือที่มีเสถียรภาพ "การให้ความร้อนแบบเจอร์ลที่มีการควบคุมอุณหภูมิสามารถเพิ่มความเร็ว ความปลอดภัย และความสามารถในการใช้งานในการรีไซเคิลสังกะสีจากพลาสติกกันไฟที่ถูกทิ้ง" Tour กล่าว หลังจากทดสอบกับเปลือกอุปกรณ์ไฟฟ้า แผงวงจรพิมพ์ และตัวเชื่อมต่อไฟฟ้า วิธีการนี้ประสบความสำเร็จในพลาสติกกันไฟหลายประเภท

กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ช่วยปกป้องทรัพยากรสังกะสีที่สำคัญ แต่ยังช่วยสร้างเกลือโบรมีนที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้เผยแพร่ในวารสาร Nature Chemical Engineering