Menemukan dan mengekstraksi mineral tanah jarang dalam jumlah yang cukup untuk menggerakkan ponsel yang jumlahnya semakin meningkat merupakan tantangan berat yang dapat merusak lingkungan — namun teknik baru dapat membantu.
Isi
- Mineral yang membuat ponsel Anda tetap berjalan
- Isu yang berkaitan dengan lingkungan
- Metode baru untuk menemukan mineral
Para peneliti mengatakan mereka telah menghilangkan unsur tanah jarang (REE) yang berharga dari limbah dengan hasil yang cukup tinggi untuk menyelesaikan masalah bagi produsen sekaligus meningkatkan keuntungan mereka. Para ilmuwan mengatakan dalam a makalah terbaru bahwa prosesnya lebih ramah terhadap lingkungan karena menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan metode lain dan mengubah aliran asam yang sering digunakan untuk memulihkan unsur-unsur menjadi tetesan.
Video yang Direkomendasikan
"A telepon pintar dapat memiliki sebanyak delapan REE berbeda di dalamnya,” ahli kimia Universitas Rice Tur James, penulis studi tersebut, mengatakan kepada Digital Trends dalam sebuah wawancara. “Warna layar merah, biru, dan hijau ditingkatkan oleh REE, begitu pula mekanisme getar dan speakernya.”
Mineral yang membuat ponsel Anda tetap berjalan
Laboratorium Tour menggunakan proses pemanasan khusus yang menghasilkan graphene dari sumber karbon padat untuk memulihkan logam tanah jarang. Itu mineral memiliki sifat magnetik dan elektronik yang penting bagi elektronik modern dan teknologi ramah lingkungan.
Sedangkan ekstraksi industri dari abu terbang batubara, residu bauksit, dan limbah elektronik biasanya melibatkan asam kuat — a proses yang memakan waktu dan tidak ramah lingkungan — laboratorium Rice memanaskan abu terbang dan material lainnya hingga suhu sekitar 5.432 derajat Fahrenheit dalam Kedua. Proses ini mengubah limbah menjadi “spesies REE teraktivasi” yang sangat larut.
Tour mengatakan mengolah abu terbang dengan pemanasan kilat Joule “memecah kaca yang membungkus unsur-unsur ini dan mengubah REE fosfat menjadi oksida logam yang lebih mudah larut.” Proses industri menggunakan konsentrasi asam nitrat 15 molar untuk mengekstraksinya bahan; proses Beras menggunakan konsentrasi asam klorida 0,1 molar yang jauh lebih ringan sehingga masih menghasilkan lebih banyak produk.
Para peneliti menemukan pemanasan kilat abu terbang batubara (CFA) meningkatkan hasil sebagian besar unsur tanah jarang dengan menggunakan asam yang sangat ringan lebih dari dua kali lipat dibandingkan dengan pencucian CFA yang tidak diolah dalam asam kuat.
“Strateginya bersifat umum untuk berbagai jenis limbah,” kata Bing Deng, salah satu peneliti. “Kami membuktikan bahwa hasil pemulihan REE dari abu terbang batubara, residu bauksit, dan limbah elektronik meningkat melalui proses aktivasi yang sama.”
Isu yang berkaitan dengan lingkungan
Deloitte Global memperkirakan bahwa ponsel pintar — perangkat elektronik konsumen terpopuler di dunia yang diperkirakan memiliki terpasang sebesar 4,5 miliar pada tahun 2022 — akan menghasilkan 146 juta ton CO2 atau emisi setara pada tahun ini. tahun sendirian.
“Perputaran ponsel baru yang cepat setiap tahunnya merupakan masalah karena kita mengonsumsi teknologi dengan cepat, yang juga berdampak pada lingkungan,” Alexander Gysi, seorang profesor di Departemen Ilmu Bumi & Lingkungan di Institut Pertambangan & Teknologi New Mexico, mengatakan kepada Digital Trends dalam sebuah wawancara.
Meskipun daur ulang akan membantu mengurangi emisi, penambangan masih lebih murah dan diperlukan untuk memenuhi permintaan perangkat teknologi yang terus meningkat, kata Gysi. Setiap tahun, komponen-komponennya menjadi lebih kecil dan ringan, memiliki daya tahan baterai lebih lama, dan di-remix untuk meningkatkan kualitas tampilan, tambahnya.
“Ponsel kita dilengkapi dengan REE dan logam lain seperti tembaga dan emas; oleh karena itu, kemampuan untuk menggunakan kembali beberapa bagian untuk mengekstraksi REE akan bermanfaat, namun kita belum mencapainya.”
Gysi mengatakan bahwa mengekstraksi REE dari endapan mineral alami bisa jadi sulit, karena REE yang berbeda ini terdapat bersamaan dalam berbagai jenis mineral. Untuk mengekstraksi mineral memerlukan pemisahan mekanis atau fisik serta pemisahan kimia.
“Proses ini juga dapat melibatkan bahan kimia yang perlu diolah secara hati-hati melalui pemulihan limbah tambang,” kata Gysi. “Dengan adanya peraturan pertambangan dan ekstraksi di Amerika Utara, akan bermanfaat jika melakukan hal ini secara lokal dan dengan cara yang bertanggung jawab, namun kemungkinan akan lebih mahal dan memerlukan insentif untuk melakukannya.”
Laboratorium Gysi sedang mengerjakan teknik ekstraksi REE baru. Para peneliti menyelidiki bagaimana REE dipisahkan secara kimiawi dalam sistem alami dalam cairan hidrotermal superkritis di kerak bumi.
“Ini pada dasarnya adalah solusi air bersuhu dan bertekanan tinggi,” kata Gysi. “Kami mempelajari bagaimana berbagai asam/basa dan ligan seperti klorida, fluorida, dan hidroksil dapat mengikat REE, meningkatkan kelarutannya, dan bahkan membantu fraksinasinya. Hal ini akan memungkinkan prediksi kelarutan dan perilaku fraksinasi logam-logam ini dan juga berpotensi digunakan untuk mengembangkan teknologi baru.”
Metode baru untuk menemukan mineral
Komputer mungkin juga meningkatkan upaya untuk menemukan mineral langka. Para peneliti telah mengusulkan sistem kecerdasan buatan (AI) yang dapat mempelajari database mineral tanah jarang, mengenali pola, dan kemudian memungkinkannya menemukan potensi kecocokan baru.
Sebelum munculnya AI atau pembelajaran mesin (ML), penemuan material baru didasarkan pada trial and error, ilmuwan material Prashant Singh, dari Laboratorium Ames di Iowa State University dan penulis studi baru tersebut, mengatakan kepada Digital Trends dalam sebuah wawancara.
“Proses untuk membawa material yang baru ditemukan dari laboratorium ke pasar mungkin memerlukan waktu 20-30 tahun, namun AI/ML dapat mempercepat proses ini secara signifikan dengan mensimulasikan sifat material di komputer sebelum menginjakkan kaki di laboratorium,” kata Singh. “Hal ini membuat AI/ML berguna dalam menemukan senyawa yang berguna secara teknologi.”
Rekomendasi Editor
- IPhone Anda memiliki fitur rahasia yang membantu lingkungan — begini cara kerjanya
- TCL 30XE 5G dan 30 V 5G adalah tambahan terbaru pada jajaran ponsel 5G TCL
- IPhone SE baru dengan 5G akan hadir pada tahun 2022, tetapi mungkin memiliki desain lama yang sama
Tingkatkan gaya hidup AndaTren Digital membantu pembaca mengawasi dunia teknologi yang bergerak cepat dengan semua berita terkini, ulasan produk yang menyenangkan, editorial yang berwawasan luas, dan cuplikan unik.
