Grafeen als ‘de steen der wijzen’: afval veranderen in goud

Hoogrenderende extractie van sporen van goud. een schema van het extractieproces met rGO. Na 12 uur gemengd met goudion (10 ppm) veranderde de rGO-suspensie geleidelijk van kleur van zwart in bruin. De onderste panelen zijn de optische afbeeldingen van rGO-films die zijn afgezet van rGO-nanobladen vóór (zwart) en na goudextractie (goud). Schaalbalk: 20 m. b Extractiecapaciteit als functie van goudconcentratie na 24 uur. De inzet toont de extractie-efficiëntie gemeten voor 10 ppm oplossingen bij verschillende pH. c Extractiecapaciteit als functie van de tijd voor een 10 ppm goudoplossing. Inzet: Extractie uit verschillende oplossingen na 10 min. Stippellijnen, gidsen voor het oog. Alle experimenten werden uitgevoerd bij 25°C. Alle foutbalken in deze figuur vertegenwoordigen de standaarddeviatie. Credit: Natuurcommunicatie (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32204-4

Door de geschiedenis heen geloofden alchemisten in het bestaan ​​van de steen der wijzen: een stof die goedkope stoffen in kostbaar goud kon veranderen. Nu hebben wetenschappers van de Universiteit van Manchester, de Tsinghua Universiteit in China en de Chinese Academie van Wetenschappen aangetoond dat grafeen een soort steen der wijzen kan zijn, waardoor goudwinning mogelijk wordt uit afval dat slechts sporen van goud bevat (tot een miljardste van een procent).

Deze nieuwe, schijnbaar magische toepassing van grafeen werkt vrij eenvoudig: voeg grafeen toe aan een oplossing die sporen van goud bevat en na een paar minuten verschijnt puur goud op grafeenvellen, zonder andere chemicaliën of energie-input. Hierna kun je je pure goud extraheren door het grafeen er simpelweg af te branden.

Het onderzoek, gepubliceerd in Natuurcommunicatie, laat zien dat 1 gram grafeen voldoende kan zijn om bijna 2 gram goud te winnen. Aangezien grafeen minder dan $ 0,10 per gram kost, kan dit zeer winstgevend zijn, waarbij goud ongeveer $ 70 per gram kost.

Dr. Yang Su van de Tsinghua University, die de onderzoeksinspanningen leidde, zei: “Deze schijnbare magie is in wezen een eenvoudig elektrochemisch proces. Unieke interacties tussen grafeen en goudionen sturen het proces aan en leveren ook uitzonderlijke selectiviteit op. Alleen goud wordt gewonnen zonder andere ionen of zouten.”

Goud wordt in veel industrieën gebruikt, waaronder consumentenelektronica (mobiele telefoons, laptops enz.) en wanneer de producten uiteindelijk worden weggegooid, wordt er weinig van het elektronische afval gerecycled. Het op grafeen gebaseerde proces met zijn hoge extractiecapaciteit en hoge selectiviteit kan bijna 100% goud terugwinnen uit elektronisch afval. Dit biedt een verleidelijke oplossing voor het aanpakken van het goudduurzaamheidsprobleem en de uitdagingen op het gebied van e-waste.

“Grafeen verandert afval letterlijk in goud”, voegt professor Andre Geim van de Universiteit van Manchester toe, een andere hoofdauteur en Nobelprijswinnaar die verantwoordelijk is voor de eerste isolatie van grafeen.

“Onze bevindingen zijn niet alleen veelbelovend om dit deel van de economie duurzamer te maken, maar ze benadrukken ook hoe atomair dunne materialen kunnen verschillen van hun ouders, bekende bulkmaterialen”, voegde hij eraan toe. “Grafiet is bijvoorbeeld waardeloos om goud te winnen, terwijl grafeen bijna de steen der wijzen is.”

Professor Hui-ming Cheng, een van de belangrijkste auteurs van de Chinese Academie van Wetenschappen, zei: “Met de voortdurende zoektocht naar revolutionaire toepassingen van grafeen, geeft onze ontdekking dat het materiaal kan worden gebruikt om goud uit elektronisch afval te recyclen, extra opwinding aan de onderzoeksgemeenschap en de ontwikkeling van grafeenindustrieën.”