イタリアと日本の研究者は、電線をマイクロ波で処理することにより、銅線のPVCコーティングを剥がす新しい方法を開発した。この技術は、増大する電子廃棄物問題への取り組みに大いに役立つ可能性がある。
電子廃棄物 (e-waste) 監視サイトの上昇し続けるティッカーによると 世界は重要だ、2024 年に処分される電子廃棄物の量は 5,000 万トン (または 5,500 万トン) を超えます。そのうち 76% は食器洗い機、エアコン、電気シェーバーなどの電源コードを備えた機械によるものです。その結果、世界中の埋め立て地を蛇行する多数の電源コードが存在し、埋め立て地では汚染問題が深刻化すると同時に、その中に貴重な資源である銅が隠されています。
今回、日本の上智大学とイタリアのパヴィア大学の研究者らは、両方の問題に対処するために、安価なマイクロ波プロセスと熱分解の科学原理を使用する新しい方法を発表した。
研究者によって提供されたこのインフォグラフィックは、電子廃棄物の重要な成分をリサイクルするために彼らが開発した新しいプロセスを説明しています。
Satoshi Horikoshi, Sophia University
熱分解とは、高温を使用して固体をガスと固体残留物に変えることを指します。このプロセスは通常、不活性または酸素のない環境で行われます。
研究者らは、さまざまな長さの VVF ケーブル (電源コードでよく使用される電線の種類) を使用して研究を開始しました。VVF ケーブルは、PVC シースで覆われた銅線で構成されています。ケーブルをガラス反応器に置き、さまざまな程度のマイクロ波放射にさらし、燃焼を防ぐために窒素ガスを使用することで、PVC 被覆を塩素ガスと炭素に変換することができました。銅は回収して再利用するために残されました。
研究の主著者である上智大学の堀越聡氏によると、塩素ガスは有用な塩酸に変換でき、PVCから形成された炭素と活性炭は顔料としてよく使用されるカーボンブラックに変換できるという。
PVC はマイクロ波放射を吸収しないという事実にもかかわらず、この方法は機能しました。その代わりに、内部の銅線が一種のアンテナとして機能し、マイクロ波を吸収し、周囲の PVC を加熱したのです。 PVC が加熱されて炭素に変わると、マイクロ波の吸収も向上し、プロセス全体が加速されました。
マイクロ波による新技術による処理前後の電線の一例
Satoshi Horikoshi, Sophia University
研究者らによると、PVC のリサイクルされる割合はわずか約 35% であるため、彼らの方法によりその数が劇的に増加し、その過程で貴重な再利用可能な銅が解放される可能性があります。
「VVFケーブルは住宅やビルの電力ケーブルとして一般的に使用されており、電子廃棄物の中でも再利用価値が高い」と堀越氏は語る。 「私たちの方法は金属を含む電子廃棄物のリサイクルと回収に適しており、金属からプラスチックを分離するための前処理は必要ありません。」
堀越氏の技術は、電子機器から金を回収するために牛乳からホエイを使用するなど、これまでに見てきた電子廃棄物を処理する他の方法に加わります。粉砕した回路基板をフラッシュ加熱し、蒸発させて他の貴金属を回収します。また、クライオミルを使用して電子機器を凍結し、再利用可能な資源を分離します。
新しい研究は雑誌に掲載されました、 RSCの進歩。
#銅とカーボンブラックのレシピ