Elektronisk avfall er en uutnyttet gullgruve som venter på å bli utnyttet

Hva om du kunne forvandle avfall til bokstavelig gull? Vel, et forskerteam fra Cornell har faktisk funnet en måte å gjøre det på. 

Den siste forskningen, som ble publisert i Nature Communications i de siste dagene av 2024, presenterte en teknikk for å ekstrahere edle metaller fra e‑avfall. Det gjenvunne gullet ble deretter brukt som en katalysator for å omdanne CO₂ til organiske materialer.

Den nyutviklede metoden viser stort potensial til å endre landskapet for e‑avfall ved å tilby en grønn og levedyktig bruk av det. Men før vi går inn på hvordan forskere forvandler e‑avfall til gull, la oss se på situasjonen med elektronisk avfall og hvor mye av dette avfallet som finnes der ute. 

Den raskt økende giftige e‑avfallet

Elektronisk avfall eller e‑avfall refererer til elektroniske produkter som ikke fungerer, som nærmer seg slutten av sin «nyttige levetid», eller som rett og slett er uønsket. Det er i bunn og grunn kassert elektronikk. 

Interessant nok er det ikke bare de elektronikkene som har sluttet å fungere som faller inn under e‑avfalls‑kategorien. Selv brukte elektroniske enheter som skal gjenbrukes, videreselges, renoveres eller resirkuleres, regnes som e‑avfall.

United States Environmental Protection Agency (EPA) klassifiserer faktisk e‑avfall i ti kategorier – store husholdningsapparater, små husholdningsapparater, IT‑utstyr, forbrukerelektronikk, lamper og belysningsarmaturer, leker, verktøy, medisinsk utstyr, overvåkningsinstrumenter og automatiske dispensere.

I dagens tidsalder med teknologisk fremgang som gir opphav til mer sofistikerte, innovative produkter, vil definisjonen av e‑avfall sannsynligvis fortsette å utvides.

For nå, fra smarttelefoner, datamaskiner, varmeovner og vifter til skrivere, massasjestoler, fjernkontroller, tredemøller, smartklokker, hjerteovervåkere, kabler og strømforsyninger, faller alt dette inn under elektronisk avfall.

All denne e‑avfallet, ifølge Globalt e‑avfallsmonitor (GEM) fra FN, øker fem ganger raskere enn den blir resirkulert.

I 2022 ble 62 millioner tonn e‑avfall generert på verdensbasis, mens ikke engang en fjerdedel av dette er blitt registrert som korrekt samlet inn og resirkulert. Genereringen på 62 millioner tonn tilsvarer vekten av 107 000 av verdens største og tyngste passasjerfly.

Når det gjelder kategori, utgjorde små enheter som e‑sigaretter, leker, mikrobølgeovner og støvsugere 33 % av e‑avfallet, hvorav kun 12 % blir resirkulert. Den lille IT‑ og telekommunikasjonsutstyrskategorien, som inkluderer telefoner, bærbare PC‑er, rutere og GPS‑enheter, sto for 4,6 millioner tonn e‑avfall, hvorav kun 22 % blir resirkulert.

Innsamlings‑ og gjenbruksraten er faktisk høyest for større utstyrsklasser som skjermer og temperaturutvekslingsutstyr.

Ifølge rapporten var den anslåtte vekten av metaller innebygd i e‑avfall i 2022 på 31 millioner tonn, sammen med 17 millioner tonn plast og 14 millioner tonn andre materialer som glass og mineraler.

Når det gjelder metallene i e‑avfall, var deres totale verdi 91 milliarder dollar, inkludert 19 milliarder i kobber, 15 milliarder i gull og 16 milliarder i jern.

Den årlige genereringen av e‑avfall på verdensbasis, bemerket rapporten, øker nå med 2,6 millioner tonn per år, noe som setter den på kurs mot 82 millioner tonn innen slutten av dette tiåret. Den forventede massen av pensjonerte fotovoltaiske paneler forventes å øke fire ganger innen 2030.

Mens rapporten forutsier en betydelig økning i e‑avfall, forutsier den også et fall i resirkuleringsgraden til 20 % innen 2030 fra 22,3 % registrert i 2022.

Dette fallet forventes å skyldes den økende forskjellen i resirkuleringsinnsats i forhold til den sjokkerende økningen i e‑avfallsproduksjon globalt. Rapporten fremhevet høyere forbruk, den økende elektronifiseringen av samfunnet, teknologisk fremgang, designmangler, begrensede reparasjonsmuligheter og utilstrekkelig infrastruktur for håndtering av e‑avfall.

Imidlertid, hvis nasjoner kunne øke innsamlings‑ og resirkuleringsraten for e‑avfall til 60 % i løpet av de neste fem årene, vil fordelene overstige kostnadene med mer enn 38 milliarder dollar.

Det tallet virker imidlertid ikke sannsynlig gitt at implementeringen av e‑avfalls‑lovgivning «forblir en reell utfordring globalt». Som rapporten bemerket, er den lave resirkuleringsraten sannsynligvis drevet av at kun 46 land har mål for innsamlingsrate, og enda færre har mål for resirkuleringsrate.

I tillegg, mens 81 land hadde e‑avfalls‑lovgivning i 2023, var dette ikke en betydelig vekst fra tallene (78) registrert fire år tidligere. 

Ikke bare øker elektronisk avfall, som vi har nevnt, men det er også ekstremt giftig. Omtrent 70 % av giftig avfall på deponier er faktisk e‑avfall.

Dette skyldes at de fleste elektroniske produkter inneholder en form for giftige materialer, inkludert kvikksølv, bly, kadmium og beryllium. Alle disse materialene utgjør alvorlige risikoer for miljøet vårt. 

Akkurat som annet avfall, stopper ikke e‑avfall bare på deponier. Når e‑avfall sendes til deponier, løses det opp i mikroskopiske spor og permeerer der, og til slutt siver inn i bakken hvor spor av giftige materialer dukker opp i grunnvannet. Deretter fortsetter det inn i ferskvannet i det omkringliggende området.

Så, hvis det ikke resirkuleres på riktig måte, kan e‑avfall bli en trussel både mot miljøet og vår helse. Resirkulering gjennom usikre aktiviteter som dumping på land eller i vannkropper, åpen forbrenning, deponering sammen med vanlig avfall, manuell demontering og andre metoder frigjør også giftige kjemikalier, som særlig barn og gravide kvinner er sårbare for.

Klikk her for å lære hvordan avhending av defekte battericeller fungerer.

Omforme e‑avfall til gull & oppnå bærekraft

Nå, med så mye e‑avfall som hoper seg opp, og som vi så, inneholder mye gull, prøver forskerne å slå to fluer med ett smekk. 

Gull (Au) er et edelt metall som har flere egenskaper som gjør det ekstremt verdifullt. Dette gule metallet er svært formbart og veldig holdbart. Gull finnes i naturen i relativt ren form, og det har mange bruksområder, inkludert i teknologi. Det gule metallet brukes i smarttelefoner, datamaskiner og medisinsk utstyr fordi det er korrosjonsbestandig og den beste lederen av elektrisitet. 

I medisin forbedrer gull‑nanopartikler diagnostikk og leverer målrettede behandlinger, og deres biokompatibilitet gjør dem til et flott element for kirurgiske verktøy og implantater. I tillegg til å bli brukt i romfart og dekorative produkter som smykker, er gull en svært populær måte å beskytte formue på. 

I århundrer har investorer vendt seg til dette metallet som en trygg havn under kriser, økonomisk usikkerhet og politisk ustabilitet. Selv sentralbanker holder gull som en måte å stabilisere sine fiat‑valutaer på.

Per i dag er gull verdt $2 664 per unse, bare 4,5 % fra sitt toppnivå på $2 790 som ble nådd sent i oktober 2024.

Denne ettertraktede naturressursen blir imidlertid utvunnet ved en treg, kompleks og kostbar prosess som er tidkrevende, energikrevende og krever miljømessige ofre. For å minimere miljøpåvirkningen har gullresirkulering dukket opp som et bærekraftig alternativ, med rundt 25 % av verdens gull som nå blir resirkulert.

Midt i dette skiftet mot en mer bærekraftig tilnærming, påpeker studien at defekte elektroniske enheter «representerer et verdifullt reservoar for gullgjenvinning».

Med de brede bruksområdene for gull, økende etterspørsel og økt interesse for resirkulert gull på grunn av forbrukere som blir mer miljøbevisste, er det nå behov for innovative metoder for å hente ut edle metaller fra e‑avfall.

Gullresirkulering benytter avanserte teknikker hvor gull separeres fra andre materialer gjennom kjemiske prosesser. Dette er det som hjelper å oppnå renheten i resirkulert gull.

Konvensjonelt brukes harde kjemikalier for å hente gull fra e‑avfall, som er estimert å inneholde omtrent 10 ganger mer gull enn det som kan utvinnes fra ett tonn malm. Disse harde kjemikaliene inkluderer cyanid, et svært giftig kjemikalium som medfører alvorlige miljørisikoer. 

Teamet ledet av forskere fra Cornell University i samarbeid med tyske forskere utviklet en metode som ikke bruker noen farlige kjemikalier, men i stedet benytter kjemisk adsorpsjon for å hente gull fra elektronisk avfall. 

Forskerne syntetiserte to lettvektige, lettproduserbare tetrazin‑baserte vinyl‑koblete kovalente organiske rammeverk (VCOFs) for å trekke ut gullioner og partikler fra kasserte kretskort i elektroniske enheter. I tillegg til å adsorbere gullpartikler, har disse VCOF‑ene høye fotostrømrespons og lave båndgap, og de katalyserer også karboksyleringen av terminalalkyne. 

Kovalente organiske rammeverk (COFs) er porøse krystallinske materialer som har ulike potensielle bruksområder, inkludert energilagring og kjemisk sensing. Teamet produserte et par VCOF‑er basert på tetrafenyletylen (TPE) og tetrathiafulvalen (TTF).

Ifølge studien er den vandige Au(III)-adsorpsjonskapasiteten til TTF‑COF 2440 mg g⁻¹, mens den for TPE‑COF sin Au(III) er 1639 mg g⁻¹. 

Resultatene teamet oppnådde var spektakulære, med ett av VCOF‑ene som selektivt fanget så mye som 99,9 % av gullet fra enhetene. Andre metaller som nikkel (Ni) og kobber (Cu) utgjorde svært lite av det gjenvunne materialet, kun 5 % og 2 % henholdsvis.

Grunnen til at tetrathiafulvalen (TTF)‑COF har overlegen gullabsorpsjon er at forbindelsen er rik på svovel. Svovel spiller en nøkkelrolle i dannelsen av gullavsetninger. 

Så, det gir mening at organosulfurbindinger viste så høy adsorpsjonskapasitet. Men det er ikke alt. TTF‑COF kan også gjennomgå opptil 16 vask og gjenbruk mens den mister lite av sin adsorpsjonseffektivitet.

Når vi snakker om metodens selektivitet, bemerket Abbaspourrad at andre gull‑gjenvinningsmetoder ikke er selektive. Derfor resulterer de i urenheter. Gitt den høye mengden edle metaller som brukes i elektroniske enheter, er «å kunne gjenvinne dem på en måte der du selektivt kan fange metallet du vil – i dette tilfellet gull – veldig viktig».

Dette er imidlertid ikke slutten på hva den nyopprettede metoden kan oppnå. De mål‑ladde COF‑ene kan deretter brukes til å omdanne e‑avfall til en «verdifull katalysator for en nyttig grønn organisk transformasjon».

Omformingen av karbondioksid til organisk materiale ble oppnådd under atmosfærisk CO₂‑trykk ved 122 grader Fahrenheit eller 50 grader Celsius via karboksylering.

«Ved å omdanne CO₂ til verdiskapte materialer, reduserer vi ikke bare avfallsdisponeringsbehovet, vi gir også både miljømessige og praktiske fordeler. Det er en vinn‑vinn‑situasjon for miljøet.»

– Hovedforfatter Amin Zadehnazari, som er postdoktorforsker i laboratoriet til korresponderende forfatter Alireza Abbaspourrad, professor ved Department of Food Science, College of Agricultural and Life Sciences, Cornell University

Selskaper involvert i e‑avfallshåndtering

La oss nå se på noen bemerkelsesverdige navn innen håndtering og resirkulering av elektronisk avfall som bidrar til miljømessig bærekraft.

1. LKQ Corporation (LKQ )

Dette er en ledende leverandør av alternative og spesialdeler for reparasjon av biler og andre kjøretøy. De er også involvert i resirkulering av bildeler og materialer, og bidrar dermed til håndtering av elektronisk avfall. For øyeblikket er LKQ den dominerende aktøren innen distribusjon av ettermarkedskollisjonsdeler i Nord-Amerika.

Med en markedsverdi på 9,48 milliarder dollar, handles LKQ Corp.-aksjer for øyeblikket til 36,49 $, ned 0,71 % år‑til‑dato (YTD). Selskapet har en EPS (TTM) på 2,70 og en P/E (TTM) på 13,52. Selskapet har en utbytteavkastning på 3,29 %, noe som gjør det svært attraktivt for de som søker aksjer som genererer sterk passiv inntekt.

For Q3 2024 rapporterte LKQ Corp. en inntekt på 3,6 milliarder dollar, en økning på 0,5 %, mens justert nettoresultat kom inn på 230 millioner dollar. Selskapet avsluttet kvartalet med 661 millioner dollar i fri kontantstrøm og returnerte 200 millioner dollar til aksjonærene gjennom 79 millioner dollar i kontantutbytte og investerte 125 millioner dollar i aksjetilbakekjøp. 

I denne perioden godkjente styret også en økning på 1 milliard dollar i aksjetilbakekjøpsprogrammet, som ble hevet til 4,5 milliarder dollar, noe som ytterligere styrker selskapets evne til å returnere enda mer verdi.

2. Republic Services (RSG )

Dette miljøtjenesteselskapet tilbyr innsamling, resirkulering og avhending av ikke‑farlig fast avfall. For resirkulering av elektronikk, lyspærer og batterier tilbyr de separate post‑til‑bak‑pakker og sikrer ansvarlig håndtering ved å slette data «syv ganger» før utstyret kasseres.

Med en markedsverdi på 64,5 milliarder dollar, handles Republic Services‑aksjer for øyeblikket til 205 $, opp 2,1 % YTD. Selskapet har en EPS (TTM) på 6,25 og en P/E (TTM) på 32,48. Selskapet har en utbytteavkastning på 1,13 %.

For Q3 2024 rapporterte Republic Services en inntektsøkning på 6,5 %, mens nettoresultatet kom inn på 565,7 millioner dollar. Kontantstrøm fra operasjoner YTD var 2,9 milliarder dollar, mens kontanter returnert til aksjonærene i denne perioden var 834,3 millioner dollar, inkludert 329,5 millioner dollar investert i aksjetilbakekjøp og 504,8 millioner dollar i betalte utbytter.

«Vår sterke ytelse i tredje kvartal er et direkte resultat av gjennomføringen av våre strategiske prioriteringer.»

– Administrerende direktør Jon Vander Ark

3. Waste Connections (WCN )

Dette selskapet for fast avfallstjenester tilbyr innsamling, overføring, avhending og resirkulering av avfall. Ifølge Waste Connections’ offisielle nettside aksepterer de elektronisk avfall som TV‑er og dataskjermer. Deres fokus er på en renere, grønnere fremtid ved å avlede potensielt farlige materialer fra deponier.

Med en markedsverdi på 45 milliarder dollar, handles Waste Connections‑aksjer for øyeblikket til 174,38 $, opp 1,37 % YTD. Selskapet har en EPS (TTM) på 3,64 og en P/E (TTM) på 47,42. Selskapet har en utbytteavkastning på 0,73 %.

For Q3 2024 rapporterte Waste Connections «bedre enn forventet» resultater med 2,338 milliarder dollar i inntekter, en økning på 13,3 % år‑over‑år. Selskapets nettoresultat var 308 millioner dollar, opp 17,3 % år‑over‑år, mens det kvartalsvise utbyttet ble økt med 10,5 %. Den YTD netto kontantstrøm fra driftsaktiviteter var 1,660 milliarder dollar, mens justert fri kontantstrøm kom inn på 1,044 milliarder dollar.

Konklusjon

Den økende digitaliseringen og den påfølgende økningen i forbruk av elektronikk fører til en rask oppgang i e‑avfall. Den hyppige lanseringen av nye modeller, lave resirkuleringsrater, korte innovasjons‑sykluser og redusert gjennomsnittlig levetid for elektroniske produkter er de medvirkende faktorene til dette problemet. 

Imidlertid gjør den siste forskningen fra Cornell University omforming av e‑avfall til en massiv mulighet ved å presentere en banebrytende, lettproduserbar metode. Ved å omforme e‑avfall til en bærekraftig ressurs, tilbyr denne forskningen dobbel gevinst: gjenvinning av en svært verdifull ressurs, nemlig gull, og demping av de miljømessige farene ved både e‑avfall og gullgruvedrift. 

Studier som disse er ekstremt viktige i dagens tidsalder, hvor forbruk og teknologisk fremgang øker i en enestående skala, og gir oss en vei mot en fremtid hvor avfall ikke er et problem, men snarere en ressurs som bare venter på å bli utnyttet!

Klikk her for å lære hvordan e‑avfallsbehandling kan lette kritiske metallskortheter.