Potražnja za elektronikom dovela je do značajnog porasta e-otpada u proteklim godinama. Statistike pokazuju da je samo u 2022. godini proizvedeno oko 62 miliona tona e-otpada, što predstavlja povećanje od 82% u odnosu na 2010. Prognoze sugeriraju da bi ova brojka mogla dostići 82 miliona tona do 2030. godine.
E-otpad nije samo smeće; u sebi sadrži dragocene materijale poput metala, poluprovodnika i retkih elemenata koji se mogu ponovo iskoristiti. Nažalost, samo 22,3% e-otpada je pravilno prikupljeno i reciklirano 2022. godine, dok je preostali deo, čija se vrednost procenjuje na gotovo 62 milijarde dolara, završio na deponijama.
Iako su napori da se unapredi reciklaža e-otpada u toku, proces ostaje veoma zahtevan, a veliki deo ovog otpada se izvozi u zemlje u razvoju. Tamo se često koristi jeftina radna snaga za neformalne reciklažne procese koji uključuju upotrebu opasnih hemikalija.
U istraživanju objavljenom u časopisu RSC Advances 20. septembra 2024., tim istraživača sa Univerziteta Sofija u Japanu i Universita di Pavia u Italiji predstavio je inovativnu metodu pirolize izazvane mikrotalasnom pećnicom. Ova metoda pruža efikasan i pristupačan način za recikliranje električnih kablova.
Proces karbonizacije PVC izolacije omogućava otkrivanje bakarne žice bez oštećenja, olakšavajući njeno oporavak bez stvaranja štetnih nusproizvoda. Profesor Satoši Horikoši sa Univerziteta Sofija, jedan od vodećih autora studije, ističe da su VVF kablovi često korišćeni u kućama i zgradama kao kablovi za napajanje, te da imaju visoku vrednost među e-otpadom. Metod koji su razvili je pogodan za reciklažu ovakvih materijala, a ne zahteva prethodnu obradu za odvajanje plastike od metala.
Istraživači su postavili dvožilne VVF kablove u stakleni reaktor i izložili ih mikrotalasnom zračenju od 100, 200 i 300 V. Kako bi sprečili sagorevanje tokom procesa pirolize, u reaktor je bio ubačen gas azota. Testirali su kabl dužine 54 cm i iseckali delove kabla različitih dužina (1 cm, 6 cm, 9 cm, 12 cm i 18 cm).
Interesantno je bilo primetiti da je efikasnost pirolize zavisila od dužine kabla u odnosu na talasnu dužinu mikrotalasne pećnice, koja je iznosila oko 12,24 cm na frekvenciji od 2,45 GHz.
Piroliza je bila najučinkovitija kod kablova čije su dužine odgovarale određenim delovima talasne dužine. Na primer, kablovi dužine 9 cm (oko 3/4 talasne dužine) i 18 cm (duži od talasne dužine) počeli su da se piroliziraju nakon 60 sekundi pri 100 V. Nasuprot tome, kraćim dužinama poput kabla od 3 cm (oko 1/4 talasne dužine) je bila potrebna veća snaga (200 V) za pokretanje pirolize. Ostale dužine nisu pokazale efekte pirolize, čak ni pri 300 V.
Mikrotalasne pećnice nisu mogle efikasno zagrejati kablove kraće od njihove talasne dužine, ali su kablovi dužine 9 cm i 18 cm bili podvrgnuti pirolizi iz više razloga. Bakarne žice na ovim dužinama delovale su kao antene, apsorbujući mikrotalasno zračenje i stvarajući električna pražnjenja koja su zagrevala PVC izolaciju.
Tokom procesa pirolize, PVC izolacija je brzo karbonizovana, sprečavajući stvaranje štetnih nusproizvoda kao što su katran, PAH i dioksini. Profesor Horikoši ističe da se hlor može reciklirati kao hlorovodonična kiselina, dok se proizvedeni ugljenik i aktivni ugalj mogu koristiti kao čađ.
Metoda pirolize uz pomoć mikrotalasne pećnice nudi efikasniji način za reciklažu bakarnih žica iz PVC kablova, poboljšavajući proces reciklaže i doprinoseći rešavanju problema e-otpada. Trenutno se samo oko 35% PVC izolacije reciklira, što ukazuje na potencijal za širenje ovakvih inovativnih metoda u industriji reciklaže.
