E‑affald er en uudnyttet guldmine, der venter på at blive udnyttet

Hvad hvis du kunne forvandle affald til bogstaveligt guld? Nå, et forskerteam fra Cornell har faktisk fundet en måde at gøre det på. 

Den seneste forskning, som var publiceret i Nature Communications i de sidste par dage af 2024, præsenterede en teknik til at udvinde ædle metaller fra e‑affald. Det genvundne guld blev derefter brugt som katalysator til at omdanne CO2 til organiske materialer.

Den nyudviklede metode viser et stort potentiale til at ændre landskabet for e‑affald ved at give en grøn og levedygtig anvendelse af det. Men før vi dykker ned i, hvordan forskere forvandler e‑affald til guld, lad os se på situationen med elektronikaffald og hvor meget af dette affald der findes. 

Det hurtigt stigende giftige e‑affald

Elektronisk affald eller e‑affald refererer til elektronikprodukter, der ikke fungerer, er på vej mod slutningen af deres ‘nyttige levetid’, eller blot er uønskede. Det er grundlæggende det kasserede elektronik. 

Interessant nok er det ikke kun de elektronik, der er holdt op med at fungere, der falder ind under e‑affaldskategorien. Selv brugte elektroniske enheder, der skal genbruges, videresælges, renoveres eller genanvendes, betragtes som e‑affald.

Den amerikanske miljøbeskyttelsesagentur (EPA) klassificerer faktisk e‑affald i ti kategorier — store husholdningsapparater, små husholdningsapparater, IT‑udstyr, forbrugerelektronik, lamper og lysarmaturer, legetøj, værktøj, medicinsk udstyr, overvågningsinstrumenter og automatiske dispensere.

I nutidens æra med teknologisk fremskridt, der giver anledning til mere sofistikerede, innovative produkter, vil definitionen af e‑affald sandsynligvis fortsætte med at udvide.

For nu, fra dine smartphones, computere, varmeapparater og ventilatorer til printere, massage stole, fjernbetjeninger, løbebånd, smartwatches, hjerteovervågere, kabler og strømforsyninger, de alle falder ind under elektronikaffald.

Al dette e‑affald, ifølge Global E‑waste Monitor (GEM) fra FN, stiger fem gange hurtigere end det bliver genanvendt.

I 2022 blev der genereret 62 millioner ton e‑affald på verdensplan, mens ikke engang en kvart del af det er blevet registreret som korrekt indsamlet og genanvendt. Genereringen af 62 millioner ton svarer til vægten af 107.000 af verdens største og tungeste passagerfly.

I forhold til kategori udgjorde små enheder som e‑cigaretter, legetøj, mikrobølgeovne og støvsugere 33 % af e‑affaldet, hvoraf kun 12 % genanvendes. Den lille IT‑ og telekommunikationsudstyrs kategori, som inkluderer dine telefoner, laptops, routere og GPS‑enheder, udgjorde 4,6 millioner ton e‑affald, hvoraf kun 22 % genanvendes.

Indsamlings‑ og genbrugsraten er faktisk højest for større udstyrsklasser såsom skærme og temperaturudvekslingsudstyr.

Ifølge rapporten var den anslåede vægt af metaller indlejret i e‑affald i 2022 31 millioner ton, sammen med 17 millioner ton plast og 14 millioner ton andre materialer såsom glas og mineraler.

Når det gælder metallerne i e‑affald, var deres samlede værdi 91 milliarder dollars, hvilket inkluderer 19 milliarder i kobber, 15 milliarder i guld og 16 milliarder i jern.

Den årlige generation af e‑affald på verdensplan, bemærkede rapporten, stiger i øjeblikket med 2,6 millioner ton om året, hvilket bringer den på vej mod 82 millioner ton inden udgangen af dette årti. Den forventede masse af pensionerede fotovoltaiske paneler forventes at firedobles inden 2030.

Mens rapporten forudsiger en betydelig stigning i e‑affald, forudser den også et fald i genanvendelsesraten til 20 % i 2030 fra 22,3 % registreret i 2022.

Dette fald forventes på grund af den voksende forskel i genanvendelsesindsatsen i forhold til den chokende stigning i e‑affaldsgenerering på verdensplan. Rapporten fremhævede højere forbrug, den voksende elektronificering af samfundet, teknologisk fremgang, designmangler, begrænsede reparationsmuligheder og utilstrækkelig infrastruktur til håndtering af e‑affald.

Dog, hvis nationer kunne øge indsamlings‑ og genanvendelsesraten af e‑affald til 60 % i de næste fem år, vil fordelene overstige omkostningerne med mere end 38 milliarder dollars.

Det tal synes dog ikke at være en mulighed, da implementeringen af e‑affaldslovgivning “forbliver en reel udfordring globalt.” Som rapporten bemærkede, vil den langsomme genanvendelsesrate sandsynligvis blive forstærket af, at kun 46 lande har mål for indsamlingsraten, og endnu færre har mål for genanvendelsesraten.

Desuden, mens 81 lande havde e‑affaldslovgivning i 2023, var dette ikke meget vækst i forhold til tallene (78) registreret fire år før.

Ikke kun stiger elektronisk affald, som vi har nævnt, men det er også ekstremt giftigt. Omkring 70 % af giftigt affald på lossepladser er faktisk e‑affald.

Dette skyldes, at de fleste elektronik indeholder en form for giftige materialer, herunder kviksølv, bly, cadmium og beryllium. Og alle disse materialer udgør alvorlige risici for vores miljø. 

Ligesom andet affald stopper e‑affald ikke kun ved lossepladser. Når e‑affald sendes til lossepladser, opløses det i mikroskopiske spor og permeerer der, og endelig siver ind i jorden, hvor spor af giftige materialer viser sig i grundvandet. Derefter fortsætter det ind i ferskvandet i det omkringliggende område.

Så hvis det ikke genanvendes korrekt, kan e‑affald blive en trussel mod både miljøet og vores sundhed. Genanvendelse gennem usunde aktiviteter såsom dumpning på land eller i vandløb, åben brand, deponering med almindeligt affald, manuel demontering og andre frigiver også giftige kemiske stoffer, som børn og gravide kvinder er særligt sårbare over for.

Klik her for at lære, hvordan bortskaffelse af defekte battericeller fungerer.

Omformning af e‑affald til guld & opnåelse af bæredygtighed

Nu, med så meget e‑affald, der hober sig op, som vi så, indeholder en masse guld, forsøger forskere at slå to fluer med ét smæk. 

Guld (Au) er et ædelmetal, der har flere egenskaber, som gør det ekstremt værdifuldt. Dette gule metal er meget smidigt og meget holdbart. Guld findes i naturen i forholdsvis ren form, og det har mange anvendelsesområder, herunder inden for teknologi. Det gule metal bruges i smartphones, computere og medicinsk udstyr, fordi det er korrosionsbestandigt og den bedste leder af elektricitet. 

I medicin forbedrer guldnanopartikler diagnostik og leverer målrettede behandlinger, og deres biokompatibilitet gør dem til et fremragende element til kirurgiske værktøjer og implantater. Ud over at blive brugt i rumfart og dekorative produkter som smykker, er guld også en vildt populær måde at beskytte formue på. 

I århundreder har investorer vendt sig mod dette metal som en sikker havn under kriser, økonomisk usikkerhed og politisk ustabilitet. Selv centralbanker holder guld som en måde at stabilisere deres fiat‑valutaer på.

På nuværende tidspunkt er guld værd $2,664 pr. ounce, kun 4,5 % fra sin top på $2,790, der blev nået sent i oktober 2024.

Denne eftertragtede naturressource udvindes dog ved en langsom, kompleks og dyr proces, som er tidskrævende, energikrævende og kræver miljømæssige ofre. For at minimere dens miljøpåvirkning er guldgenanvendelse dukket op som et bæredygtigt alternativ, hvor omkring 25 % af verdens guld nu genanvendes.

Midt i dette skift mod en mere bæredygtig tilgang påpeger undersøgelsen, at defekte elektronik “repræsenterer et værdifuldt reservoir for guldgenvinding”.

Med de brede anvendelsesområder for guld, stigende efterspørgsel og genanvendt guld, der får indpas på grund af forbrugere, der bliver mere miljøbevidste, er der nu behov for innovative metoder til at genvinde ædle metaller fra e‑affald.

Guldgenanvendelse benytter avancerede teknikker, hvor guld adskilles fra andre materialer gennem kemiske processer. Dette er hvad der hjælper med at opnå renheden af genanvendt guld.

Traditionelt anvendes hårde kemikalier til at genvinde guld fra e‑affald, som anslås at indeholde omkring 10 gange mere guld end hvad der kan udvindes fra en ton malm. Disse hårde kemikalier inkluderer cyanid, en yderst giftig kemikalie, der udgør alvorlige miljørisici. 

Teamet ledet af forskere fra Cornell University i samarbejde med tyske forskere udviklede en metode, der ikke bruger nogen farlige kemikalier, men i stedet benytter kemisk adsorption til at genvinde guld fra elektronikaffald. 

Forskerne syntetiserede to letvægts, letfremstillede tetrazinbaserede vinyl‑forbundne kovalente organiske rammer (VCOFs) til at udtrække gulioner og partikler fra kasserede elektroniske enheders kredsløbskort. Ud over at adsorbere gulpartikler har disse VCOFs, som har høje fotostrømrespons og lave båndgaber, også katalyseret carboxyleringen af terminalalkyne. 

Kovalente organiske rammer (COFs) er porøse krystallinske materialer, der har forskellige potentielle anvendelser, herunder energilagring og kemisk sensing. Teamet fremstillede et par VCOFs ved hjælp af grundlaget af tetraphenylethylen (TPE) og tetrathiafulvalen (TTF).

Ifølge undersøgelsen er den vandige Au(III) adsorptionskapacitet for TTF‑COF 2440 mg g⁻¹, mens den for TPE‑COF’s Au(III) er 1639 mg g⁻¹.

Resultaterne, som teamet opnåede, var spektakulære, med en af VCOFs, der selektivt fangede så meget som 99,9 % af guldet fra enhederne. Andre metaller som nikkel (Ni) og kobber (Cu) udgjorde kun meget lidt af det genvundne materiale, kun 5 % og 2 % henholdsvis.

Årsagen til, at tetrathiafulvalen (TTF)‑COF har en overlegen guldoptagelse, er at forbindelsen er rig på svovl. Og svovl spiller en nøglerolle i dannelsen af guldfund.

Så det giver mening, at organosvovlforbindelser udviste så høj adsorptionskapacitet. Men det er ikke alt. TTF‑COF kan også gennemgå op til 16 vaske og genanvendelser, mens den mister meget lidt af sin adsorptions‑effektivitet.

Når man taler om metodens selektivitet, bemærkede Abbaspourrad, at andre guldgenvindingsmetoder ikke er selektive. Derfor resulterer de i urenheder. Men i betragtning af den store mængde ædelmetaller, der bruges i elektroniske enheder, “er det meget vigtigt at kunne genvinde dem på en måde, hvor du kan selektivt fange det metal, du ønsker – i dette tilfælde guld –”.

Dette er dog ikke slutningen på, hvad den nyoprettede metode kan opnå. De målbelastede COFs kan derefter bruges til at omdanne e‑affald til en “værdifuld katalysator for en nyttig grøn organisk transformation”.

Omformningen af kuldioxid til organisk materiale blev opnået under atmosfærisk CO2‑tryk ved 122 grader Fahrenheit eller 50 grader Celsius via carboxylering.

“Ved at omdanne CO2 til værdiskabte materialer reducerer vi ikke kun affaldshåndteringskravene, vi giver også både miljømæssige og praktiske fordele. Det er en slags win‑win for miljøet.”

– Lead author Amin Zadehnazari, som er postdoc‑forsker i laboratoriet hos korresponderende forfatter Alireza Abbaspourrad, professor ved Department of Food Science, College of Agricultural and Life Sciences, Cornell University

Virksomheder involveret i håndtering af e‑affald

Lad os nu se på nogle bemærkelsesværdige navne inden for håndtering og genanvendelse af elektronikaffald, som bidrager til miljømæssige bæredygtighedsinitiativer.

1. LKQ Corporation

Dette er en førende leverandør af alternative og specialdele til reparation af biler og andre køretøjer. Det er også involveret i genanvendelse af bildelar og materialer, hvilket bidrager til håndtering af elektronikaffald. I øjeblikket er LKQ den dominerende spiller inden for eftermarkedets kollisionsdeledistribution i Nordamerika.

Med en markedsværdi på 9,48 milliarder dollars handles LKQ Corp.-aktier i øjeblikket til 36,49 $, et fald på 0,71 % år‑til‑dato (YTD). Den har en EPS (TTM) på 2,70 og en P/E (TTM) på 13,52. Virksomheden har en udbytteafkast på 3,29 %, hvilket gør den meget attraktiv for dem, der søger aktier, der genererer stærk passiv indkomst.

For Q3 2024 rapporterede LKQ Corp. en omsætning på 3,6 milliarder dollars, hvilket var en stigning på 0,5 %, mens det justerede nettoresultat udgjorde 230 millioner dollars. Virksomheden afsluttede kvartalet med 661 millioner dollars i fri pengestrøm og returnerede 200 millioner dollars til aktionærerne gennem 79 millioner dollars i kontantudbytte og investerede 125 millioner dollars i aktietilbagekøb.

I denne periode godkendte bestyrelsen også en stigning på 1 milliard dollars i aktietilbagekøbsprogrammet, så det løftedes til 4,5 milliarder dollars, hvilket yderligere forbedrer virksomhedens evne til at returnere endnu mere værdi.

2. Republic Services

Denne miljøserviceudbyder tilbyder indsamling, genanvendelse og bortskaffelse af ikke‑farligt fast affald. For genanvendelse af elektronik, pærer og batterier tilbyder den separate post‑tilbage‑pakker og sikrer ansvarlig håndtering ved at slette data “syv gange” før bortskaffelse af udstyret.

Med en markedsværdi på 64,5 milliarder dollars handles Republic Services (RSG ) ‑aktier i øjeblikket til 205 $, en stigning på 2,1 % YTD. Den har en EPS (TTM) på 6,25 og en P/E (TTM) på 32,48. Virksomheden har en udbytteafkast på 1,13 %.

For Q3 2024 rapporterede Republic Services en omsætningsstigning på 6,5 %, mens nettoresultatet udgjorde 565,7 millioner dollars. YTD kontantstrøm fra driften var 2,9 milliarder dollars, mens kontanter returneret til aktionærerne i denne periode var 834,3 millioner dollars, inklusive 329,5 millioner dollars i aktietilbagekøb og 504,8 millioner dollars i udbetalt udbytte.

“Vores stærke præstation i tredje kvartal er et direkte resultat af at udføre vores strategiske prioriteter.”

– CEO Jon Vander Ark

3. Waste Connections

Dette selskab for affaldstjenester leverer affaldsindsamling, -overførsel, -bortskaffelse og -genanvendelse. Ifølge Waste Connections’ (WCN ) officielle hjemmeside accepterer de elektronikaffald såsom fjernsyn og computerskærme. Deres fokus er på en renere, grønnere fremtid ved at aflede potentielt farlige materialer fra lossepladser.

Med en markedsværdi på 45 milliarder dollars handles Waste Connections‑aktier i øjeblikket til 174,38 $, en stigning på 1,37 % YTD. Den har en EPS (TTM) på 3,64 og en P/E (TTM) på 47,42. Virksomheden har en udbytteafkast på 0,73 %.

For Q3 2024 rapporterede Waste Connections “bedre end forventet” resultater, der viste 2,338 milliarder dollars i omsætning, en stigning på 13,3 % år‑over‑år. Virksomhedens nettoresultat var 308 millioner dollars, en stigning på 17,3 % år‑over‑år, mens den almindelige kvartalsudbytte blev øget med 10,5 %. Dens YTD netto kontant fra driftsaktiviteter var 1,660 milliarder dollars, mens justeret fri pengestrøm udgjorde 1,044 milliarder dollars.

Konklusion

Den stigende digitalisering og dermed den voksende forbrug af elektronik fører til en hurtig stigning i e‑affald. Den hyppige udgivelse af nye modeller, lave genanvendelsesrater, korte innovationscyklusser og reduceret gennemsnitlig levetid for elektroniske produkter er de medvirkende faktorer til dette problem. 

Dog vender den seneste forskning fra Cornell University e‑affald til en massiv mulighed ved at præsentere en banebrydende, letfremstillet metode. Ved at omdanne e‑affald til en bæredygtig ressource tilbyder denne forskning dobbelte fordele: genvinding af en højt værdifuld aktiv, nemlig guld, og afbødning af de miljømæssige farer ved ikke kun e‑affald men også guldminedrift. 

Studier som disse er ekstremt vigtige i nutidens æra, hvor forbrug og teknologisk fremgang stiger i et hidtil uset tempo, og giver os en vej til en fremtid, hvor affald ikke er et problem, men snarere en ressource, der blot venter på at blive udnyttet!

Klik her for at lære, hvordan behandling af e‑affald kan lette kritiske metalmangel.