Új Szó, 2020. szeptember (73. évfolyam, 203-226. szám)
2020-09-09 / 209. szám
141 TUDOMÁNY ÉS TECHNIKA 2020. szeptember 9. lwww.ujszo.com Gyümölcshulladékok segíthetnek az elektronikai szemét újrahasznosításában Becslések szerint évente 1,3 milliárd tonna élelmiszer-hulladék és 50 millió tonna elektronikai hulladék keletkezik (S hutterstock) CSIBRÁNYI ZOLTÁN Akármennyire valószínűtlennek hangzik a címbeli kijelentés, ez nem vicc. Napjaink egyik legsürgetőbb megoldandó problémáját képezi - környezetünkre vonatkozóan legalábbis - az elektronikai hulladékok egyelőre végeláthatatlanul növekvő tengerének csökkentése. Erre talált a szingapúri Nanyang Műszaki Egyetem vezette kutatócsoport egy egészen elképesztő megoldási lehetőséget. Erről szóló tanulmányukat az Environmental Science & Technology szaklap közölte 2020júliusában. A gondok-bajok nagyságát jól mutatják az egyetem honlapján olvasható sajtóközleményben felhozott számok: becslések szerint évente 1,3 milliárd tonna élelmiszer-hulladék és 50 millió tonna elektronikai hulladék keletkezik. Kétség nem fér hozzá, ideje lenne valóban jelentős mennyiségben kezdeni valamit a kidobott szeméttel, még mielőtt az emberiség teljesen ellep vele maga körül mindent. Tény, hogy már használnak olyan módszereket, amelyekkel az elhasználódott akkumulátorokból kinyerhetők az értékes fémek. Például gyakorlatilag működőképes eljárás az 500 Celsius-fok feletti hőfokon történő égetés, ámde ez esetben veszélyes mérgező gázok szabadulnak fel. További lehetőség az erős savas oldatok vagy gyengébb savas oldatok hidrogén-peroxiddal kevert elegye, ám ilyenkor is keletkeznek olyan másodlagos szennyező anyagok, amelyek egészségügyi és biztonsági kockázatokat jelentenek. Az új tanulmány egyik szerzője, Madhati Srinivasan professzor azt mondja: „Az e-hulladékok jelenlegi ipari újrahasznosítási folyamata energiaigényes, és közben káros szennyezőanyagok és folyékony hulladék keletkezik, rámutatva, hogy sürgősen szükség van környezetbarát módszerekre, mivel az ehulladék mennyisége növekszik. Csapatunk bebizonyította, hogy ez megoldható biológiailag lebomló anyagokkal.” Ötletük lényege: a hulladéknak tekinthető gyümölcshéj felhasználható fémek kinyerésére a használt, szemét bedobott lítiumionakkumulátorokból. A kísérletek során először kemencében kiszárították, ezt követően porították a narancshéjat, majd ehhez citromsavat (citrusfélékben található gyenge szerves sav) adtak. Ezzel a keverékkel a használt akkumulátorokban található lítium, kobalt, nikkel és mangán közel 90%-át sikerült kinyerniük, ami hasonló a hidrogénperoxidos módszer hatásfokához. És az egészben az a legjobb, hogy az ilyen úton-módon visszakapott fémek felhasználhatók új elemek gyártására. A kutatók a kereskedelemben kapható akkumulátorokhoz hasonló hatékonyságú töltési kapacitással bíró gombelemeket gyártottak a tulajdonképpen egyszer már kidobott, de általuk visszanyert fémekből. A folyamatsor végén csak minimális hulladék maradt meg, amely nem mérgező, ami a kutatók szerint azt jelzi, hogy ez az eljárásmód környezetbarátnak tekinthető. A kinyerési folyamat kapcsán a tanulmány egy másik szerzője, az egyetem adjunktusa, Dalton Tay Chor Yong így beszél: „A kulcs a narancshéjban található cellulózban rejlik, amely az extrakciós folyamat során hő hatására cukorrá alakul. Ezek a cukrok fokozzák a fémek visszanyerését az akkumulátorok hulladékából. A narancshéjban található természetes eredetű antioxidánsok, például flavonoidok és a fenolsavak is hozzájárulhattak a folyamat fokozásához.” Jelenleg a kutatás folytatásaként arra keresik a választ, miként optimalizálható a szemétből visszanyert fémek felhasználásával készíthető akkumulátorok töltési és kisülési ciklusa, hogy fokozható legyen az ilyen akkumulátorok teljesítménye. Madhati Srinivasan professzor hozzáfűzi: „Ezt a hulladék-erőforrás megközelítést potenciálisan ki lehetne teijeszteni cellulózban gazdag egyéb gyümölcs- és zöldséghulladékokra is, valamint más lítiumionakkumulátor típusokra, mint például lítium-vas-foszfát és lítium-nikkelmangán-kobalt-oxid. Ez előrelépést jelentene az elektronikai hulladékok új körforgásos gazdasága irányába, és zöldebbé és fenntarthatóbbé tenné életünket.” Az itt vázolt új típusú hulladékújrahasznosítási megközelítés egyszerre foglalkozik az élelmiszer- és az elektronikai hulladékokkal. És minthogy a laboratóriumi kísérletek szerint működőképes, úgy tűnik, jól használható megoldást találtak ahhoz, hogy a különféle erőforrásokat a lehető leghosszabb ideig lehessen használni. Ez így kétségkívül összeegyeztethető a hulladékmentes körforgásos gazdálkodás szépen hangzó eszméjével. Persze, hogy mi lesz belőle a valóságban, az még a jövő. Az eddigi legnagyobb tömegű feketelyuk-összeolvadás MTI-HÍR Az eddig ismert legnagyobb tömegű feketelyukösszeolvadást figyelték meg: egy a Napnál 66-szor és egy 85-ször nagyobb tömegű fekete lyuk ütközésének gravitációs hullámait regisztrálta a LIGO amerikai és a VIRGO olaszországi obszervatórium. A 2019. május 21-én történt észlelés szerint az összeolvadásból egy 142 naptömegű fekete lyuk jött létre. Ez az első a közepes tömegtartományban, melyet valaha megfigyeltek - írják a kutatók a Physical Review Letters és az Astrophysical Journal Letters című tudományos lapokban. Az összeolvadás hatmilliárd éve történt, amikor az univerzum feleannyi idős volt, mint most. Akkora energiát szabadított fel, mely Einstein tömeg-energia ekvivalenciaelmélete szerint nyolc naptömegnek felel meg. Ez azt jelenti, hogy a Nap tömege nyolcszorosának megfelelő energia hívott életre gravitációs hullámokat. Olyannyira megrengette az űrt, hogy még ma is kimutatható a Földön, 16 milliárd fényévnyi távolságban. Az összeolvadás ezzel nemcsak a legnagyobb tömegű, hanem a legtávolabbi esemény is, melyet gravitációs hullámokat észlelő detektorok valaha regisztráltak. A GW190521- es katalógusszámú jel csupán a másodperc tizedéig tartott és a fekete lyukaknak csupán a spirális köre volt látható, mielőtt egymásba olvadtak. „A rövid időtartam ellenére ki tudtuk mutatni, hogy a jel megfelel annak, amit Einstein általános relativitáselmélete szerint az összeolvadó fekete lyukaktól elvárunk” - mondta Alessandra Buonanno, a potsdami Max Planck Gravitációs Fizikai Intézet igazgatója. „Nyilvánvalóvá vált, hogy először lehetünk szemtanúi egy közepes tömegű fekete lyuk születésének, melynek egyik szülője nagy valószínűség szerint maga is egy kettős rendszer összeolvadásából származott” - tette hozzá. A közepes tömegű fekete lyukak a Napénál százszor-százezerszer nagyobb tömeggel rendelkeznek. Az összeolvadás az első egyértelmű bizonyítéka az ilyen osztályba tartozó fekete lyukak létezésének. A most megfigyelt összeolvadásban szereplő két fekete lyuk egyike nagy fejtörést okoz az asztrofizikusoknak, hiszen egy 85 naptömegű fekete lyuk elméletileg nem is létezhetne. Az elmélet szerint, amikor legfeljebb mintegy 130 naptömegű csillagok szupernóvarobbanás következtében összeolvadnak egy fekete lyukká, annak tömege legfeljebb 65 naptömegű lehet. A nagyobb tömegű csillagok az ismételt heves kitörések során olyan nagy tömeget veszítenek el, hogy a végén megint csak egy kevesebb mint 65 naptömegű fekete lyuk keletkezik. A nagyobb, több mint 200 naptömegű csillagok ellenben a teória szerint létezésük végén közvetlenül fekete lyukká omlanak össze, melynek a tömege azonban több mint 120 naptömeg lesz. Tehát 65 és 120 naptömeg között egyáltalán nem létezhetne fekete lyuk. A tudósok szerint az a legvalószínűbb, hogy a nagyobbik fekete lyuk már eleve kisebb fekete lyukak összeolvadásából született. A közepes tömegű fekete lyukak a Napénál százszor-százezerszer nagyobb tömeggel rendelkeznek (Shutterstock)
