Die verrückte Art und Weise, die werden wir bald mir alte Gadgets für Schatz

Letzten Monat, flog im Internet in einen Rausch über Nachrichten, dass Apple $ 40 Millionen Wert des Goldes von alten Gadgets letztes Jahr erholt. Diese Geschichte entpuppte sich wild überverkauft. Aber eine verstörende Wahrheit spricht unser Eifer um eine Tech-Unternehmen recycling Sieg zu feiern.

Wir sind schrecklich zur Wiederverwertung seltene und wichtige Metalle von unseren Geräten.

Gold recycling ist das Rezept für eine virale Geschichte, aber es gibt eine Gruppe von Metallen, die noch schwerer zu bekommen und für moderne Technologie weit wichtiger sind. Seltene Erden genannt, sind diese obskure Elemente in nahezu jeder Verbraucher-Elektronik, Automobil und grüne Energie-Produkt auf dem Markt bestreut. Sie sind der Funke, der Paladinis unserer Technologie, bringt uns mehr Effizienz, höhere Geschwindigkeiten, bessere Leistung und längere Laufzeiten.

Und doch nachdem wir seltene Erden einmal verwenden, wir verwerfen. Warum?

"Das ist im Grunde ein Problem der Wirtschaft", sagte Alex King, Direktor des Instituts kritische Materialien Gizmodo. "Wenn Sie versuchen, etwas von Post-Consumer-Abfall zu erholen, ist das erste, was, das Sie tun müssen, eine große Menge davon zu sammeln." Manchmal übersteigt die Kosten für diesen Schritt den Wert des Metalls, die Sie verwerten möchten."

Eine Gruppe von siebzehn chemisch ähnliche Elemente in niedrigen Konzentrationen in der Kruste des Planeten verstreut, seltene Erden sind Technologie wie Hefe Brot. Wir verwenden immer nur eine Prise, aber dieser Prise ist unerlässlich.

Ein Hauch von Neodym gibt Kraft, um die Magnete im Inneren Festplattenlaufwerke, Lautsprecher und Elektromotoren. Eine Prise Dysprosium fügt Hitzebeständigkeit. Ein Staubkorn Europium und Terbium leuchtet unser Fernseher in brillanten rot- und Grüntöne. Ein Fingerhut voll von Cerium wird verwendet, um unsere Smartphone-Bildschirme atomar glatt Polieren.

Diese Metalle und die Wunder, die sie mitgebracht haben kommen nicht ohne Kosten. Die Mining-Prozess, der mit Unmengen von Gestein in starken Säuren auflösen, vergiftet Städte und Seen von radioaktiven Abfällen erzeugt. Natürlich, Produktion zentriert ist China, wo Arbeit ist billig und Regelungen sind lax. Die Umwelt Maut ist eine, die alle Nutzer implizit – in vielen Fällen unwissentlich – akzeptieren.

Aber da die Nachfrage nach seltenen Erden wachsen weiterhin, unsere Abhängigkeit von China hat viele besorgt über eine zukünftige Versorgungskrise. Thats, warum Regierungen und Unternehmen gleichermaßen sind gespannt auf seltene Erden recycling nehmen ab.

"Es gibt ein großes Gefühl der Dringlichkeit dazu", sagte König. "Die Elektronik-Industrie will sichere Versorgung mit diesen Materialien haben. Und einige Hersteller viel soziale Verantwortung."

In Wirklichkeit sind die Hindernisse bis hin zum recycling jedoch enorm. Nehmen Sie Neodym. Sein Hauptzweck ist die Hochleistungs-Permanent-Magnete im Inneren Unterhaltungselektronik und Autos. Aber gängige Anwendungen wie die vibrierenden Motor in Ihrem Smartphone enthalten nur eine mikroskopische Menge.

"Dies ist im Grunde ein Problem der Wirtschaft"

"Die Konzentration des Neodyms in so etwas wie ein Ohrhörer oder ein iPhone ist nicht viel anders als die Konzentration in den Erzen bekommen wir diese Materialien aus an erster Stelle", sagte König. "Aber in der Praxis Erze haben einen großen Vorteil, dass sie alles an einem Ort und sie alle eine Art sind."

"Bergbau" Neodym von Handys wäre wie der Versuch, eine Reihe von Kies bestreut landesweit abbauen. Kiesel, wohlgemerkt, die kommen in vielen Formen und Größen, sind schwer auseinander zu nehmen und sind nicht richtig erfasst werden – entsprechend der EPA nur 11 Prozent aller mobilen Geräte Amerikaner im Jahr 2010 warf wurden recycelt.

"Eine große Herausforderung ist, dass wir nicht genügend Versorgung an unseren recycling-Anlagen", sagte Sara Behdad, ein Produkt-Design-Analyst an der Universität von Buffalo. "Es gibt viele Unsicherheiten in Bezug auf Quantität, Qualität und Timing."

Ted Miller, Vice President of Business Development bei der Philly-basierte e-Schrott-Sammlung Zentrum eForce Compliance, sagte Gizmodo er erwartet viel mehr Sonnenkollektoren kommen für das recycling in den nächsten zehn Jahren zu sehen. Sonnenkollektoren sind voller Metalle der seltenen Erden – aber für nachgeschaltete Käufer gerne recyceln sie heraus finden? Vergiss es. "Diese Seltenerd-Material zu bekommen ist teuer – es wäre eine enorme Anzahl von Sonnenkollektoren, nehmen" Miller sagte. "Wir können nicht jemand um den Prozess zu unterhalten finden."

Einige Technologien tun Nutzung großer Mengen von seltenen Erden – Windkraftanlagen, können zum Beispiel einen Tonne großen Neodym-Magneten enthalten. Und wo gibt es eine Turbine, gibt es oft Dutzende mehr.

In diesem Fall Möchtegern-Recycler eine andere Herausforderung: die Lebensdauer des Produkts ist zu lang. Eine Studie veröffentlicht im Jahr 2013 festgestellt, dass im Jahr 2030 wir 1.000 Tonnen Neodym aus Windkraftanlagen recycling könnte. Aber basierend auf Wachstumsprognosen für Wind Energie, die nur 10 Prozent von der Industrie seltene Erden müssen abdecken wird.

"Wenn wir wollen, den Übergang zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft mit seltenen Erden Magnet-basierten Technologien, die Realität ist, dass die Nachfrage nach seltenen Erden ziemlich schnell gehen würde," sagte Benjamin Sprecher, ein Seltenerd-Metalle-Experte bei Yales School of Forestry and Environmental Studies, Gizmodo. "Wegen der Zeitverzögerungen inhärenten bis hin zum recycling, wird es nur einen Bruchteil der, dass die Nachfrage zu liefern können."

Recycling von seltenen Erden ist keineswegs unmöglich. Cerium-Oxid, eine seltene Erden als Pulver, Polieren bietet ein Paradebeispiel wie es kostengünstig realisierbar ist.

Seit Jahrzehnten vertrauen Tech Hersteller auf eine Cerium Oxid-basierten Gülle, optischen Gläsern und Silizium-Wafer zu polieren. Bis vor kurzem wurde gebrauchte Polierpulver einfach den Bach runter geworfen. Aber in den frühen 2000er Jahren, Chemiker fing Entwicklung von Methoden zur Trennung von reinen Cerium-Oxid aus Kieselsäure und Tonerde Verunreinigungen während des Polierens abgeholt. Nach einer globalen Seltenerd Preishoch im Jahr 2010 wurde das recycling Cerium-Oxid gängige Praxis.

"Heutzutage verwendeten Cerium-Oxid ist sorgfältig gesammelt, getrennt nach Größe sortiert und wiederverwendet," sagte König. "Wir sind gegangen, von Null recycling eine sehr große Menge, weil es einfach ist und weil es einfach von selbst verwendet wird."

Cerium-Oxid ist in dieser Hinsicht besonders – in unseren Geräten, seltene Erden sind oft durcheinander. Aber wenn wir effiziente chemischen Trennungen erarbeiten können, der Gedanke an eine Vielzahl von seltenen Erden recycling beginnt zu weniger belastend geworden.

Das ist genau das, was einige Wissenschaftler nun versucht, zu tun. Eric Schelter, Metalle Chemiker an der University of Pennsylvania, ist eine einfache und kostengünstige Methode zum ziehen auseinander Neodym und Dysprosium, die gehen oft zusammen in Permanent-Magneten entwickelt.

Schelter Lab entwarf ein organisches Molekül namens ein Liganden, die bindet, Neodym und Dysprosium, so dass die Metalle in Minuten über eine einfache Filtration getrennt werden. Im Labor kann das Verfahren Trennungen von bis zu 95 Prozent erreichen; eine wichtige Reinheit Schwellenwert für Magnet-Hersteller. Sein Team wird nun die Technik auf andere seltene Erden-Mischungen, einschließlich denen in Kompaktleuchtstofflampen angewendet.

"Um diese seltenen Erden ist Material, teuer... "Wir können nicht jemand um den Prozess zu unterhalten finden."

Skalierung von Schelter Experimente – welche Verwendung gepudert seltene Erden in einem ökologisch kontrollierten Labor – zur realen Welt chaotisch wird nicht einfach sein. "Im Prinzip ist es so einfach, aber in der Praxis, es ist wirklich schwer, diese Elemente aus einer Mischung reiner zu machen", sagte Schelter.

Hoffentlich mit der Zeit bessere Chemie seinen Weg in die industrielle Anwendung sieht, werden wir mehr lebensfähig e-Müll-Streams entwickelt haben. Die kritischen Materials Institute, zum einen ist die Speerspitze bemühen, mir heute die zweitgrößte Anwendung von Seltenerd-Magneten: Festplatten.

Festplatten haben mehrere viel versprechende Attribute, wenn es um recycling geht. Sie neigen dazu, in Größe, Form und Aufbau ähnlich, und sie sind leicht auseinander zu nehmen. Das beste von allem? Die weltweit größten Technologie-Unternehmen sind bereits auf einer Goldmine sitzen.

"Die große Rechenzentren betreiben von Google, Facebook und Co haben eine große Zahl von Festplatten dienen alle Daten in der Cloud", sagte King. "Jeder dieser Daten konzentriert sich in der Regel Schrott mehrere hunderttausend Festplatten jedes Jahr."

Die kritischen Materials Institute arbeitet jetzt mit e-Schrott recycling Partner zu beginnen, tippen, dass Abfallstrom. In ein paar Jahren hofft König Rechenzentren eine wichtige Quelle für seltene Erden und Metalle für die sehr Geräte werden können, die sie ausgeführt werden.

Für breitere seltene Erden recycling, um abzunehmen brauchen wir strengere Regierungsverordnungen. Technologie-Unternehmen müssen, für das Ende Leben der Materialien zur Rechenschaft gezogen werden, die sie verwenden.

"Wir brauchen bessere Rechtsetzung rund um Beschaffung von Materialien, Recyclingfähigkeit der Produkte und Design für Demontage," sagte Marion Emmert, Metalle Chemiker an der Worcester Polytechnic Institute. Emmert weist darauf hin, dass in Japan, ein Inselstaat mit wenigen natürlichen Ressourcen, recycling und Wiederverwertung von Elektronikschrott ist riesig.

"ihre Vorschriften auf Nachhaltigkeit ausgerichtet sind weil sie sein müssen," sagte Emmert. "Ich glaube nicht, dass es ist zufällig, dass eines der ersten recycling-Prozesse für Nickel-Hydrid-Batterien aus Japan kam."

Und mit zunehmender Nachfrage nach seltenen Erden gibt es kein Weg an der Tatsache, dass wir mehr Minen benötigen. Die Suche nach Hightech-Metallen kann radikal neue Industrien, alles vom Meeresboden nahe gelegenen Asteroiden zu erschließen suchen einleiten. Aber recycling kann und sollte, Teil der Lösung zu werden.

"Die Technologie existiert, um dies zu tun," sagte Schelter. "Es ist eine Frage der haben wir der Kapazität, und es wird daraus eine tragfähige Komponente der Supply Chain zu rechnen?"

Apples iPhone-Demontage, Gold-Ernte Roboter möglicherweise einen genialen PR-Gag. Aber es ist auch ein Zeichen, das die Tech-Industrie beginnt, die Realität des Lebens auf einem Planeten mit knappen Ressourcen zu erkennen. Wenn ein Bruchteil für den Einfallsreichtum, der in die Herstellung dieser Bot ging zur Lösung unserer größten recycling Herausforderungen gestellt werden könnte, wären wir auf unserem Weg zu einer nachhaltigen Zukunft.