奥迪环境基金会携手弗莱贝格工业大学共同探索全新的原材料回收循环工艺，重点对铟、镓和锡等战略性关键金属进行回收。它们既是有限元素，也是光纤、光伏、半导体等现代科技以及每个电子设备必不可少的元素。双方计划采用选择性萃取工艺，从焚烧后的废弃物中回收以上原材料。目前，这些存在于电子零部件中的原材料会被当作生活垃圾丢弃，但新工艺可以将这些珍贵的高科技金属元素回收并利用。

人们在生活中消耗的初级材料包括从自然资源中提取的原材料，除了生物质和化石燃料外，还有铁、铜、铅和锌矿石这些金属原材料。但金属原材料属于可耗竭资源，而且往往很稀少，或者分散存在。此外，矿石中含有大量的杂石，纯金属只有经过复杂的化学热加工才能被提取出来。然而，这些金属对于电动汽车、电信和光伏等未来技术至关重要。根据国际资源委员会等机构的预测，到2030年，由于全球电子设备使用量增长，半导体需求上涨，对金属的需求也随之增加。这是因为电子设备的控制元件依赖定制化的半导体材料，但如果没有稀土元素，半导体就无法生产。

尽管这些金属元素稀有且重要，但往往被人们无意间丢弃，比如废旧手电筒、U盘、充电插头和电缆，甚至手机等小型电子设备常常作为生活垃圾被丢弃，而不是送到回收站进行回收。在日常生活中，生活垃圾通常会被热处理，即焚烧。但这种处理方法并不能有效回收其中珍贵的原材料，它们存留在炉渣和粉煤灰中，被填埋后脱离循环系统，无法被重新应用于工业制造。因此，奥迪环境基金会资助了全新研究项目，以选择性萃取工艺提取铟、镓和锡。该项目旨在从生活垃圾焚烧后形成的粉煤灰和炉渣中提取金属，用于新产品的生产。通过这种循环再利用的方式，首先可以减少对地球资源的开采，其次可以减少采矿对环境的影响以及矿石和熟料（即原材料等价物）在进行国际贸易时产生的排放。

定制镊子头准确提取金属离子

来自弗莱贝格工业大学的化学专业博士生Betty Leibiger正在研究基于选择性萃取法的新型循环工艺。“研究难点在于要制造出能与所需金属离子特异性结合的分子，”Betty Leibiger解释道。简而言之，她必须研制出一种特殊形状的“镊子”，从粉煤灰溶液中提取出所需的金属离子，再进行分离。每个定制的“镊子头”（术语为“配体”）只适配一种特定的金属离子，比如铟。“然后我们可以使用一种酸使‘镊子’释放离子，”Betty Leibiger继续解释道。这种方法可使单个金属离子逐渐从混合物中分离出来，并达到技术应用所需的纯度。

“在现阶段，项目的重点是研发出合适的‘镊子头’，然后进行小规模测试并不断优化。”Betty Leibiger表示。完成优化后，该工艺就可以大规模使用。后续，实验人员将使用真实的粉煤灰或其再加工后的浸出溶液进行提取实验。

资源合理利用的环保意识

按照计划，该项目和相关的博士论文撰写将历时三年，来自奥迪环境基金会的资助将持续到明年。“原材料并非用之不竭，所以如何节约格外重要，特别当回收后的大量原材料可以重新投入到工业生产中时。这项新型工艺不仅科学推动了资源回收循环的建立，还将传统的环保主义与创新技术相结合，这与我们的绿色创新理念完美契合。”奥迪环境基金会董事总经理Rüdiger Recknagel表示。该项目的其中一个目标就是提高合理利用原材料的环保意识。

除此之外，奥迪环境基金会还支持了许多项目来提高对原材料浪费的社会认知，并就如何节约给出创新建议。

例如，奥迪环境基金会资助的德印合资初创公司Nunam致力于将废旧电池转变为移动储能装置，曾利用奥迪e-tron测试车上的两块废旧电池模块，组装出太阳能纳米网。该方法既节约了资源，也节省了回收和生产新电池所需的能源。

针对海洋塑料污染这一全球性环境问题，奥迪环境基金会与绿色初创企业CLEAR RIVERS一起，在河流和港口安置垃圾收集器，地点包括布鲁塞尔-沙勒罗瓦运河、布达佩斯和鹿特丹，从源头防止塑料垃圾进入大海。收集的垃圾会在分类后进行回收利用。

闭环理念在奥迪“可持续提取高科技元素（Sustainable extraction of high-tech elements）”项目中发挥着重要作用。奥迪环境基金会正携手弗莱贝格工业大学，研究提取镓、铟、锗等高科技金属以及稀土元素的创新方法。

文/丰岚

编辑/周晶