Tiskane izdaje
V tem kitajskem mestu so v letu, ko si je prislužilo nečastni naziv, kar pri 80 odstotkih otrok ugotovili zastrupitev s svincem. V njihovo kri je svinec v trikrat večji količini od dovoljene prišel iz okolja, v okolje pa je zašel iz gore elektronskih smeti, ki izvirajo iz Evrope in drugih delov sveta in končajo v Guiyuju in številnih drugih krajih na Kitajskem, drugje v Aziji, Afriki in drugih revnih državah.
Tam e-smeti, ki so v svoji končni fazi večinoma strupene, pomenijo za milijone ljudi edino preživetje. Žal preživetje na kratek rok, dokler delavcev, ki nezaščiteni razdirajo naše zavržene računalnike, telefone, katalizatorje in še marsikaj, zdravje dokončno ne zapusti. Prav to pa se je danes 35-letnemu obetavnemu raziskovalcu zdelo nekaj nesprejemljivega.
Presunilo ga je
Pred dvema letoma, ko je dobil prestižno štipendijo Marie Curie in podoktorsko izpopolnjevanje na slovitem inštitutu Maxa Plancka v Düsseldorfu, se je sklenil posvetiti prav iskanju rešitve enega od ključnih problemov: kako omogočiti neškodljivo recikliranje platine, ki se znajde v odvrženih e-smeteh, a je predragocena, da bi tam ostala. Ker je recikliranje platine in drugih plemenitih kovin po sedanjih postopkih, imenovanih zlatotopka, povezano z uporabo agresivnih kislin in zastrupljanjem okolja in zaposlenih, zanj ni mesta v razvitih državah z urejeno pravno zaščito ljudi in okolja. Oziroma je ta postopek tam ob upoštevanju vseh varnostnih predpisov bistveno predrag. Je pa seveda velika priložnost za zaslužek tam, kjer človeško življenje še vedno ne šteje veliko.
Nejc Hodnik se je zato med podoktorskim izpopolnjevanjem v okviru projekta »Zeleno recikliranje platine s pomočjo efektivnega raztapljanja s procesom spreminjanja površinskega potenciala« skupaj s sodelavci na inštitutu Maxa Plancka in sodelavci na Kemijskem inštitutu (v funkcionalno enoto je povezal kar tri odseke ljubljanskega inštituta, smo slišali na predstavitvi) januarja lani lotil eksperimentov, leto za tem pa jih že z uspehom končal. Razvil je postopek, ki omogoča raztapljanje platine z bistveno manj agresivnimi snovmi in z bistveno manj izpusti nevarnih plinov. Torej manj onesnažuje okolje, je bolj varen za zaposlene, povrhu pa še cenejši.
Ni prepričan,
»Nisem prepričan, da sem problem, ki me je v osnovi presunil, z razvojem tega postopka rešil,« je priznal pred polno predavalnico Kemijskega inštituta. V prihodnosti bo namreč ta problem še večji, poudarja in svojo zaskrbljenost utemelji s številkami.
»Samo v Evropi je bilo lani za deset milijonov ton elektronskih smeti, za prihodnje leto pa jih napovedujejo že 50 milijonov ton. Kar tri četrtine teh za okolje nevarnih smeti konča svojo pot v državah tretjega sveta.«
Ker so plemenite kovine ena ključnih komponent pri proizvodnji visokotehnoloških izdelkov, recimo pri tabličnih telefonih, v Evropi pa teh kovin nimamo na pretek, je takšne izdelke po zastaranju nujno reciklirati. Platine bomo potrebovali čedalje več in kaj lahko se zgodi, da je bo v Evropi zmanjkalo. Recikliranje v Evropi in ZDA po klasičnem postopku zlatotopke je zaradi strogih predpisov izredno drago, zato je to toliko bolj donosen posel za revne predele sveta.
»Zlatotopka je vrela mešanica koncentrirane solne in dušikove kisline, ki je nevarna in agresivna kemikalija. Spada med zelo strupene, kajti iz te mešanice izhajajo strupeni plini, kot so klor in dušikovi oksidi. Čeprav je zlatotopka učinkovit in ekonomsko ugoden način raztapljanja, se ekonomičnost procesa zaradi izredno nevarnih pogojev dela močno zmanjša. Tu naš postopek ponuja rešitev, saj uporabljamo bistveno manj agresiven pH z minimalnimi izpusti nevarnih plinov, ki jih po inženirski optimizaciji niti ne bo več, poleg tega postopek deluje pri sobni temperaturi,« pojasnjuje Nejc Hodnik.
Skrbi pa ga, da bodo zlatotopko tam, kjer ta postopek že zdaj močno škodi okolju in zaposlenim, še naprej uporabljali. Kisline namreč dobijo zelo poceni, predpisov, ki bi jih silili v uporabo varnejšega postopka, pa ni.
Nova kemija korozije kovin
Postopek, ki ga je razvil s sodelavci, temelji na študijah, ki so jih izvedli na področju degradacije katalizatorjev v elektrokemijskih napravah, kot so na primer gorivne celice. »Med drugim smo ugotovili, da se plemenite kovine efektivno raztapljajo pri alternirajočih pogojih delovanja, to je potencialnem ciklanju, kjer se površina kovine izmenično oksidira in reducira,« pojasnjuje sogovornik. Ta vrsta korozije je dobila ime tranzientno raztapljanje.
»Imeli smo edinstven vpogled v povsem novo kemijo korozije kovin, ki smo jo izkoristili za obraten proces – recikliranje,« poudari Hodnik.
To pa je drug motiv, ki ga je gnal v sedanji dosežek. Po njegovem prepričanju bo problem recikliranja plemenitih kovin čedalje bolj pomemben, ne samo zato, da ne bi nevestno izrabljali slabe zakonodaje v nekaterih delih sveta.
»V Evropi na žalost nimamo nobenih znatnih naravnih nahajališč plemenitih kovin, ki so nujne za proizvodnjo visokotehnoloških izdelkov. Zato smo odvisni od tujih trgov, kar pa ni dobro za stabilen razvoj,« opozarja Hodnik. »Sama po sebi se zato ponuja rešitev tako imenovanega urbanega rudarjenja, kjer bi iz odpadnih produktov, namesto da jih zavržemo in izvažamo, na zelen način reciklirali te kovine. Kovine na splošno so popoln material za reciklažo, ker se pri pretvorbah ne porabljajo in v teoriji lahko 100-odstotno zakrožijo od produktov do odpadkov in nazaj.«
Če hoče biti Slovenija ena od vodilnih držav na področjih, ki bodo pomembna v prihodnosti, dodaja dr. Hodnik, mora že »včeraj« začeti vlagati za »jutri«.
Včeraj za jutri
»V našem primeru je to recikliranje plemenitih kovin in tudi razvoj tehnologije za elektrokemične pretvorbe energije, kot so gorivne celice in elektrolizerji – tehnologije, ki omogočajo brezogljično pretvorbo energije. Ko bo Evropa zaostrila zakone, ki določajo količino odpadkov, izkoristke recikliranja in še dopustno raven izpustov toplogrednih plinov, bo treba imeti te tehnologije že pripravljene,« je predstavitev sklenil dr. Hodnik.
Dr. Gregor Anderluh, direktor Kemijskega inštituta, je dosežek projekta komentiral takole: »Na Kemijskem inštitutu smo izredno veseli in ponosni na tovrstne dosežke naših mlajših znanstvenikom in sodelavcev. Dosežek dr. Hodnika je izredno pomemben tako za slovensko kot za svetovno znanost, ker vodi k boljšemu jutri za vse prebivalce sveta. Hkrati pa je ta projekt lepa iztočnica in priložnost za neposredno sodelovanje z industrijo ter za črpanje evropskega denarja prek projektov Obzorja 2020, kjer se že dogovarjamo s partnerji.«
Ta projekt je po njegovih besedah pomemben tudi zaradi treh ciljev, ki utrjujejo poslanstvo Kemijskega inštituta, in sicer zaradi pozicioniranja v svetovni moderni znanosti, sodelovanja s svetovnimi ustanovami, ki imajo prebojno vlogo v povezovanju znanosti in uporabnega znanja, in zaradi novih priložnosti in utrjevanja ugleda, ki jih slovenski Kemijski inštitut s tako vrhunskimi publikacijami v zadnjem času dosega.
