De desecho electrónico a oro para convertir CO2 en materiales orgánicos

Un nuevo método para extraer oro de desechos electrónicos permite usar el metal precioso recuperado como catalizador para convertir el CO2, un gas de efecto invernadero, en materiales orgánicos.

El método, desarrollado por un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Cornell, podría proporcionar un uso sostenible para parte de los aproximadamente 50 millones de toneladas de desechos electrónicos que se desechan cada año, de los cuales solo el 20% se recicla, según Amin Zadehnazari, investigador postdoctoral en el laboratorio de Alireza Abbaspourrad, profesor asociado de Química de Alimentos y Tecnología de Ingredientes en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de la Universidad de Cornell.

Zadehnazari sintetizó un par de estructuras orgánicas covalentes unidas por vinilo (VCOF) para eliminar iones de oro y nanopartículas de las placas de circuitos de los dispositivos electrónicos desechados. Se demostró que una de sus VCOF capturaba selectivamente el 99,9% del oro y muy poco de otros metales, incluidos el níquel y el cobre, de los dispositivos.

"Podemos utilizar los COF cargados con oro para convertir el CO2 en sustancias químicas útiles", dijo Zadehnazari. "Al transformar el CO2 en materiales de valor añadido, no solo reducimos las demandas de eliminación de residuos, sino que también proporcionamos beneficios ambientales y prácticos. Es una especie de beneficio mutuo para el medio ambiente".

Abbaspourrad es el autor correspondiente y Zadehnazari es el autor principal de la investigación, que se publicó el 30 de diciembre en Nature Communications.

Se estima que una tonelada de residuos electrónicos contiene al menos 10 veces más oro que una tonelada del mineral del que se extrae el oro. Y con una previsión de 80 millones de toneladas métricas de residuos electrónicos para 2030, es cada vez más importante encontrar formas de recuperar ese metal precioso.

Los métodos tradicionales para recuperar oro de los residuos electrónicos implican productos químicos agresivos, incluido el cianuro, que plantean riesgos ambientales. El método de Zadehnazari se logra sin productos químicos peligrosos, utilizando adsorción química: la adhesión de partículas a una superficie.

Los marcos orgánicos covalentes (COF) son materiales cristalinos porosos conocidos por tener múltiples usos potenciales, incluidos la detección química y el almacenamiento de energía. Zadehnazari sintetizó dos VCOF, utilizando tetratiafulvaleno (TTF) y tetrafeniletileno (TPE) como bloques de construcción.

El TTF-COF mostró una adsorción de oro superior debido a que es rico en azufre, por el cual el oro tiene una afinidad natural. Además de mostrar una alta capacidad de adsorción, el TTF-COF resistió 16 lavados y reutilizaciones, con poca pérdida de eficiencia de adsorción.

Y bajo una presión ambiental de CO2 a 50 grados Celsius, el COF cargado de oro resultante convirtió eficientemente el CO2 en materia orgánica a través de la carboxilación.

Otros métodos para recuperar oro y otros metales preciosos de los desechos electrónicos no suelen ser tan selectivos como la idea de Zadehnazari y dan lugar a impurezas, dijo Abbaspourrad.

"Saber cuánto oro y otros metales preciosos se utilizan en este tipo de dispositivos electrónicos, poder recuperarlos de una manera que permita capturar selectivamente el metal que se desea -en este caso, el oro- es muy importante", dijo Abbaspourrad en un comunicado.