Circuits imprimés de l'électronique, comme les souris d'ordinateur, peut être broyé en nanopoussière par un cryo-broyeur, selon des chercheurs de l'Université Rice et de l'Institut indien des sciences. La poussière peut ensuite être facilement séparée en ses éléments constitutifs pour le recyclage. Crédit :Chandra Sekhar Tiwary/Université Rice
Des chercheurs de l'Université Rice et de l'Institut indien des sciences ont une idée pour simplifier le recyclage des déchets électroniques :les écraser en nanopoussière.
Spécifiquement, ils veulent rendre les particules si petites que la séparation des différents composants est relativement simple par rapport aux processus utilisés actuellement pour recycler les déchets électroniques.
Chandra Sekhar Tiwary, chercheur postdoctoral à Rice et chercheur à l'Indian Institute of Science de Bangalore, utilise un cryo-broyeur à basse température pour pulvériser les déchets électroniques - principalement les puces, d'autres composants électroniques et polymères qui composent les cartes de circuits imprimés (PCB) – en particules si petites qu'elles ne se contaminent pas les unes les autres.
Ensuite, ils peuvent être triés et réutilisés, il a dit.
Le processus fait l'objet d'une Matériaux aujourd'hui papier de Tiwary, Pulickel Ajayan, scientifique en matériaux de riz et les professeurs de l'Institut indien Kamanio Chattopadhyay et D.P. Mahapatra.
Les chercheurs ont l'intention de remplacer les processus actuels qui impliquent de jeter des appareils électroniques obsolètes dans des décharges, ou les brûler ou les traiter avec des produits chimiques pour récupérer des métaux et alliages de valeur. Aucun n'est particulièrement respectueux de l'environnement, dit Tiwary.
"Dans tous les cas, le cycle est à sens unique, et brûler ou utiliser des produits chimiques consomme beaucoup d'énergie tout en laissant des déchets, " dit-il. " Nous proposons un système qui casse tous les composants - métaux, oxydes et polymères - en poudres homogènes et les rend faciles à réutiliser."
La pulvérisation d'anciennes cartes de circuits imprimés en nanopoussière avec un cryo-broyeur rend ses éléments plus faciles à recycler que les méthodes actuelles, selon des chercheurs de l'Université Rice et de l'Institut indien des sciences. Crédit :Chandra Sekhar Tiwary/Université Rice
Les chercheurs estiment que les déchets électroniques augmenteront de 33 % au cours des quatre prochaines années, et d'ici 2030 pèsera plus d'un milliard de tonnes. Près de 80 à 85 pour cent des déchets électroniques souvent toxiques finissent dans un incinérateur ou une décharge, Tiwary a dit, et est le flux de déchets à la croissance la plus rapide aux États-Unis, selon l'Agence de protection de l'environnement.
La réponse peut être des versions agrandies d'un cryo-moulin conçu par l'équipe indienne qui, plutôt que de les chauffer, maintient les matériaux à des températures ultra-basses pendant le broyage.
Les matériaux froids sont plus cassants et plus faciles à pulvériser, dit Tiwary. "Nous profitons de la physique. Quand vous chauffez des choses, ils sont plus susceptibles de se combiner :vous pouvez mettre des métaux dans un polymère, oxydes en polymères. C'est à cela que sert le traitement à haute température, et cela rend le mélange vraiment facile.
"Mais à basse température, ils n'aiment pas se mélanger. Les propriétés de base des matériaux - leur module d'élasticité, conductivité thermique et coefficient de dilatation thermique - tout change. Ils permettent à tout de bien se séparer, " il a dit.
Les sujets de test dans ce cas étaient des souris d'ordinateur - ou du moins leurs entrailles de PCB. Le cryo-broyeur contenait du gaz argon et une seule bille d'acier de qualité outil. Un flux constant d'azote liquide a maintenu le conteneur à 154 kelvins (moins 182 degrés Fahrenheit).
Il s'agit d'un morceau transparent d'époxy, la gauche, par rapport à l'époxy avec renforcement des déchets électroniques à droite. Un procédé de cryobroyage développé à l'Université Rice et à l'Institut indien des sciences simplifie le processus de séparation et de recyclage des déchets électroniques. Crédit :Chandra Sekhar Tiwary/Université Rice
Lorsqu'il est secoué, la balle écrase d'abord le polymère, puis les métaux puis les oxydes juste assez longtemps pour séparer les matériaux en poudre, avec des particules entre 20 et 100 nanomètres de large. Cela peut prendre jusqu'à trois heures, après quoi les particules sont baignées dans l'eau pour les séparer.
"Ensuite, ils peuvent être réutilisés, " dit-il. " Rien n'est gaspillé. "
