Neuartiges Recycling mit überkritischem CO2
Mit einem revolutionär neuen Ansatz verbessert ein Forscherteam um Gisele Azimi, Materialwissenschaftlerin an der University of Toronto, das Recycling von Edelmetallen und Seltenen Erden aus Elektroschrott. Die Spezialisten für Urban Mining, also der Gewinnung von meist bergmännisch gewonnenen Wertstoffen aus Abfällen, setzten überkritisches Kohlenstoffdioxid (CO2) ein, um Wertstoffe gezielt aus Abfällen herauszulösen.
18.07.2023
Ihre Forschungsergebnisse wurden kürzlich im Journal „Inorganic Chemistry“ veröffentlicht.
Wertstoffe bei Druckabfall
CO2 wird überkritisch, wenn es auf einen Druck von mehr als 74 bar verdichtet und auf mehr als 31 Grad Celsius erwärmt wird. In diesem Zustand wirkt es wie ein flüssiges Lösungsmittel. Es wird bereits routinemäßig eingesetzt, um Aromen von Hopfen und Gewürzen aus der Biomasse herauszulösen oder um Kaffee zu entkoffeinieren. Der Prozess findet in einem Reaktor statt. Nach einer Einwirkungszeit hat sich das überkritische CO2 mit Aromen, Koffein oder im Fall der Forscher um Azimi mit metallischen Wertstoffen angereichert. Es wird gesättigt dem Reaktor entnommen. Beim Druckabfall gibt es die gelösten Stoffe frei, sodass sie weiterverwertet werden können. Das CO2 kann erneut eingesetzt werden.
Um diesen Prozess des Recyclings mit überkritischem CO2 zu verfeinern und besser zu verstehen, wandten sich die Forscher an Experten der Canadian Light Source (CLS) an der University of Saskatchewan. Das Synchrotron, das diese Forschungseinrichtung betreibt, erzeugt äußerst energiereiche Röntgenstrahlen, die sichtbar machen, wie das überkritische CO2 Wertstoffe aus Schrott herauslöst.
Hoher Wertstoff-Anteil
Azimi und ihre Mitarbeiter sind derzeit in der Lage, Metalle aus Autobatterien, Magneten für Windkraftanlagen, Leuchtstofflampen und vielen anderen Bauteilen zu extrahieren. Recycling von Elektroschrott ist so attraktiv, weil der Gehalt an Wertstoffen bei 20 bis 38 Prozent liegt. In bergmännisch geförderten Erzen sind es in der Regel nur wenige Prozent. „Kanada ist einer der Vorreiter unter den Ländern, die sich wirklich mit Recycling befassen und verstehen, wie wichtig es für unsere Gesellschaft ist“, sagt Azimi.
