Ученые создали молекулу для извлечения металлов с помощью электричества
Новая молекула позволяет извлекать золото из электронных отходов под действием электричества. Технология может сократить расход химических реагентов в 10–100 раз.
МОСКВА, 17 августа /Новости науки/. Американские ученые создали молекулу для электрического извлечения ценных металлов из отходов. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Energy Letters.
При традиционном разделении металлов используют большое количество кислот, щелочей и других реагентов. Новая система заменяет значительную часть этих веществ электричеством, благодаря чему может уменьшить расход химикатов в 10–100 раз, сократить количество отходов и упростить весь процесс.
«Мы заряжаем молекулу, она связывает металл, переносит его в органическую фазу, а затем электричество снова высвобождает его», — рассказал руководитель исследования профессор Сяо Су.
Разработанная молекула одновременно выполняет три функции. Она избирательно связывает ионы металла, сохраняет растворимость в органической жидкости и несет постоянный электрический заряд. Последний действует как электролит и позволяет жидкости проводить ток.
Под действием напряжения меняется окислительно-восстановительное состояние молекулы. Сначала она захватывает нужный металл и переносит его из водного раствора в органическую фазу, а затем при обратном электрическом воздействии освобождает. Дополнительные реагенты для завершения цикла при этом не требуются.
В лабораторных опытах исследователи избирательно извлекли золото из раствора, полученного после химической обработки электронных отходов. По словам авторов, состав молекулы можно изменить для выделения платины и других металлов платиновой группы из отработанных автомобильных катализаторов, а также критически важных элементов из шахтных отходов.
В 2024 году группа Сяо Су представила непрерывную электрохимическую жидкостную экстракцию золота. Электричество уже тогда заменило часть кислот и щелочей, однако для полного цикла все еще требовались дополнительные реагенты. Новая молекула устранила этот этап.
Пока технологию испытали только в лаборатории. Следующей задачей станет ее масштабирование для промышленного применения. Ученые также планируют использовать компьютерное моделирование и искусственный интеллект для поиска молекул, способных избирательно извлекать разные металлы.
При традиционном разделении металлов используют большое количество кислот, щелочей и других реагентов. Новая система заменяет значительную часть этих веществ электричеством, благодаря чему может уменьшить расход химикатов в 10–100 раз, сократить количество отходов и упростить весь процесс.
«Мы заряжаем молекулу, она связывает металл, переносит его в органическую фазу, а затем электричество снова высвобождает его», — рассказал руководитель исследования профессор Сяо Су.
Разработанная молекула одновременно выполняет три функции. Она избирательно связывает ионы металла, сохраняет растворимость в органической жидкости и несет постоянный электрический заряд. Последний действует как электролит и позволяет жидкости проводить ток.
Под действием напряжения меняется окислительно-восстановительное состояние молекулы. Сначала она захватывает нужный металл и переносит его из водного раствора в органическую фазу, а затем при обратном электрическом воздействии освобождает. Дополнительные реагенты для завершения цикла при этом не требуются.
В лабораторных опытах исследователи избирательно извлекли золото из раствора, полученного после химической обработки электронных отходов. По словам авторов, состав молекулы можно изменить для выделения платины и других металлов платиновой группы из отработанных автомобильных катализаторов, а также критически важных элементов из шахтных отходов.
В 2024 году группа Сяо Су представила непрерывную электрохимическую жидкостную экстракцию золота. Электричество уже тогда заменило часть кислот и щелочей, однако для полного цикла все еще требовались дополнительные реагенты. Новая молекула устранила этот этап.
Пока технологию испытали только в лаборатории. Следующей задачей станет ее масштабирование для промышленного применения. Ученые также планируют использовать компьютерное моделирование и искусственный интеллект для поиска молекул, способных избирательно извлекать разные металлы.
