Bakterid saadavad e-romus leiduvad metallid uuele ringile

Tartu teadlased arendavad bakteritel põhinevat tehnoloogiat elektroonikajäätmete ümbertöötlemiseks, mille tööstuslik rakendamine võimaldab jäätmeid keskkonnasõbralikumalt taaskasutada ning parandada kriitiliste toormete kättesaadavust. Oma teadustööst kirjutas Tartu Ülikooli teadmussiirdedoktorant Jaan Vihalemm Novaatoris.

Elektroonikaseadmete laialdase kasutuse tõttu tekkivad elektroonikajäätmed ehk e-romu ning see on üks kiiremini kasvav jäätmeliik maailmas. Samas leidub selles rohkelt Euroopa Liidu majanduse jaoks strateegiliselt tähtsaid ja kõrge varustuskindluse riskiga metalle. E-romust metallide eraldamine ja ümbertöötlemine varustaks meie turgu ning vähendaks sõltuvust välisriikidest. Ettevõttes BiotaTec arendame selleks tehnoloogiat, mis on varasematega võrreldes soodsam ja keskkonnasõbralikum, sest eraldame metalle bakterite abil.

Uute tehnoloogiate arendus on vajalik, sest läänemaailma süveneva vastuseisu tõttu Venemaa ja Hiinaga võivad kriitilised toormed muutuda Euroopale kättesaamatuks. Samas on eurooplased kõige suuremad elektroonikajäätmete tekitajad maailmas – ligi 18 kilo elaniku kohta aastas.

Paradoksaalselt võib e-romu selle kõrge metallisisalduse tõttu käsitleda uue põlvkonna maavarana, mille potentsiaali pole täielikult ära kasutatud. Vana elektroonika ümbertöötlus jätkusuutlikul viisil parandaks Euroopa konkurentsivõimet ning sobib kokku kliimaneutraalsuse eesmärkidega.

Meie tehnoloogia põhineb bakteritel, mille eripäraks on metallide ja teiste elementide kasutamine toiduks. Energia saamiseks eraldavad nad metallidelt elektrone, nii nagu meie teeme suhkrute ja rasvadega. Lisaks toodavad nad keskkonda hapet, põhjustades järsku pH langust. Sellise elutegevuse tulemusena muutuvad tahkes materjalis olevad metallid vees lahustuvaks, mis võimaldab neid lihtsasti kokku koguda.

Võrreldes traditsiooniliste meetoditega on meie lähenemine energia- ja loodussäästlikum. Metallide eraldamiseks ei sulata me e-romu kõrgel temperatuuril ega töötle seda mürgiste kemikaalidega. Lisaks kasvavad meie bakterid bioreaktoris sooladega rikastatud vees ning tarbivad süsihappegaasi, mistõttu on nende süsinikujalajälg negatiivne.

Kuna puudub vajadus CO₂ kvootide ostmise või ohtlike jäätmete käitlemise järele, muudab see meie tegevuskulud väiksemaks. Bakterite kasvatamine võtab siiski aega, mistõttu on tehnoloogia aeglasem kui traditsioonilised meetodid. Lisaks on vaja tehnoloogiat tõestada tööstuslikus mahus, mida plaanime teha Tartus valminud näidistehases.

E-romus olevad metallid erinevad üksteisest keemiliste omaduste poolest ning lahustuvad seetõttu eri tingimustes. Seega oleme arendanud e-romu ulatuslikumaks väärindamiseks mitme-etapilise metallide eraldamise protsessi, mille käigus rakendame erinevaid mikroorganisme. Igas etapis lahustuvad e-romust välja kindlate omadustega metallid. Tahkesse materjali jäänud metallid liiguvad järgmisesse etappi, kus lahustame välja järgmised metallid, kuni kõik kasulikud metallid on e-romust eraldatud.

Meie tehnoloogia on piisavalt universaalne, et seda saab kasutada ka teiste tööstusjäätmete peal, mis sarnaselt e-romule sisaldavad kasulikke metalle. Näiteks väetise tootmisel tekib kõrvalproduktina fosfokips, mis sisaldab haruldasi muldmetalle. Tänu madalale sisendhinnale on majanduslikult tasuv erinevaid jäätmeid väärindada ning nendes leiduvad metallid uuele ringile saata.

Alustada võime siinsamas Euroopas, kus e-romu tekib juurde üha kiiremas tempos, kuid ümbertöötlemisse jõuab ainult 43 protsenti. Tartus arendatav bakteritel põhinev tehnoloogia võiks kasvatada ringlusesse saadetavate metallide hulka ning leevendada nõudlust Euroopa majandusele oluliste metallide järele. Soodne ja keskkonnasõbralik tehnoloogia vana elektroonika ümbertöötlemiseks parandaks Euroopa konkurentsivõimet ning annaks Eestile uue ekspordiartikli.

Image

Tartu Ülikooli tööstusdokrorant ning ettevõtte BiotaTec teadur Jaan Vihalemm. Autor/allikas: Andres Tennus/Tartu Ülikool

Artikkel ilmus Eesti Teaduste Akadeemia korraldataval konkursil „Teadus 3 minutiga“, mille finaal toimub 19. veebruaril. Otseülekannet saab jälgida teaduste akadeemia kodulehel, Facebooki lehel või Novaatori portaalis.

Jaan Vihalemm on tööstusdoktorant Tartu Ülikoolis ning teadur ettevõttes BiotaTec, mis arendab bioleostamise tehnoloogiaid metallide eraldamiseks erinevatest tahketest jäätmetest. Vihalemmale meeldib käia jõusaalis, ujumas ja rattaga sõitmas ning kuulata taskuhäälinguid ja lugeda. Ta peab oluliseks rohelist eluviisi ja stoitsismi ning on alati avatud õppima uusi teadmisi ja tundeid ning usub, et enesearengu teel ei tasu peatuda ning püüab motiveerida inimesi leidma energiat eneses ja võimalusi elus.