Første europæiske database for sekundære råvarer

I januar 2018 var den første paneuropæiske database for sekundære råmaterialer, inklusive mange "kritiske" gik online. Lige siden, vi har vidst mere om, hvilke råvaredepoter der ligger i biler, solgte batterier og elektronisk udstyr, bruges og opbevares i de 28 EU-lande – og i sidste ende genbruges eller bortskaffes. Empa spillede en nøglerolle i ProSUM-projektet.

Hver europæer ejer i gennemsnit 250 kg elektrisk og elektronisk udstyr. Disse er forbundet af 15 kg blybatterier og 2 kg andre slags batterier, inklusive 500 gram lithium-ion-batterier, og en 60-kilos andel af en bil. Alle disse varer går i stykker eller bliver forældede. Nogle af dem bliver smidt ud og genbrugt, andre sælges videre på platforme som ebay og ricardo. Imidlertid, store mængder ender i skuffer, skabe og garager, hvor de danner "råvaredepoter".

En bunke fragmenterede data

Data om tilstedeværelse og distribution af kritiske råstoffer i Data om tilstedeværelse og distribution af kritiske råvarer i produkter, komponenter og affald er blevet genereret fra forskellige sider i de senere år, såsom forskningsinstitutioner, industri, offentlige myndigheder og ikke-statslige organisationer, og gemt i forskellige databaser, formater og rapporter. Endnu, imidlertid, ingen har indsamlet og behandlet disse data, således at genbrugsindustrien, myndigheder og politiske beslutningstagere kan indregne alle disse råstoffer i økonomisk og økologisk fornuftige strategier.

Det er netop den udfordring, som projektet "Prospecting Secondary Raw Materials in the Urban Mine and Mining Waste" (ProSUM), finansieret af EU's forskningsprogram Horizon 2020, sætte sig selv (www.prosumproject.eu). Udover 17 forskningsfaciliteter fra 12 lande, projektet involverede også tre Empa-laboratorier, især teknologi- og samfundslaboratoriet, som stod for arbejdspakken "Produktkarakterisering".

ledet af Patrick Wäger, laboratoriet har undersøgt genbrugssystemer i mange år. Et af forskningsfokuserne er håndtering af elektrisk og elektronisk affald (kendt som e-affald) i Schweiz såvel som i udviklings- og tærskellande. I de seneste år, fokus for aktiviteterne er blevet udvidet til at omfatte kritiske råmaterialer såsom indium, sjældne jordarters grundstoffer og platinmetaller.

En ung videnskab

Empa-forsker Heinz Böni og hans team har koncentreret sig om den rolle, som kritiske råstoffer spiller i det "sociale stofskifte". Et spil om det fysiske stofskifte, det er det, miljøforskere kalder de materiale- og energistrømme, der udløses af sociale aktiviteter. Forskning i socialt stofskifte er en ret ung videnskab, med Peter Baccini og Paul Brunner, der banede vejen i slutningen af ​​1980'erne på Eawag, ETH Domains akvatiske forskningsinstitut. Siden 2007 har en forskergruppe ved Yale University fokuseret på at vurdere risici for råvareforsyning; Yale-forskerne udviklede en "kritisk matrix", baseret på hvilken EU offentliggjorde sin første undersøgelse om råmaterialernes kritikalitet i 2010.

Bönis team fokuserer især på at lukke materialekredsløb for sjældne metaller og kritiske råmaterialer. I et projekt finansieret af det schweiziske forbundskontor for miljø, for eksempel, forskerne undersøgte genopretningen af ​​neodym, som findes i stemmespolemagneter på harddiske, for eksempel, og genbrug af indium, som findes i fladskærme. I øjeblikket, Empa-teamet arbejder på muligheder for at genvinde sjældne metaller fra elektriske og elektroniske køretøjskomponenter og dermed holde dem i materialekredsløbet.

En invitation fra Holland

Det var forskere fra Delft University of Technology, der til sidst henvendte sig til Empa-forskerne og bad dem om at slutte sig til ProSUM-konsortiet. "De hollandske kolleger kendte os fra samarbejder om andre projekter, siger Patrick Wäger, der stod i spidsen for en af ​​de fem ProSUM-arbejdspakker. Udgangspunktet var en database for mineralske råstoffer i EU, som det franske kontor for geologiske og minedriftsressourcer (BRGM) havde udviklet inden for rammerne af et tidligere EU-projekt, "Minerals4EU". Empa-forsker Amund Loevik fik til opgave at samle de spredte data fra forskellige kilder og sætte dem i en konsistent form. Det primære mål var at vurdere kvaliteten af ​​dataene og vægte dem derefter.

For at udføre denne ambitiøse opgave, Wäger og Co efterlyste backup fra andre Empa-kolleger:Matthias Rösslein fra laboratoriet Particles-Biology Interactions hjalp Loevik med at behandle og evaluere dataene ved hjælp af statistiske metoder. Analyseeksperter Renato Figi og hans team fra laboratoriet Advanced Analytical Technologies udviklede og validerede nye metoder til at tage og forberede prøver og udføre kemiske analyser (se side 16). Hovedformålet her var at bestemme niveauet af kritiske råmaterialer indeholdt i udvalgte produkter og fraktioner fra forarbejdning af gamle batterier, elektriske og elektroniske enheder og i forskellige shredderfraktioner fra udtjente køretøjer.

I januar 2018 gik ProSUM-databasen endelig live på www.urbanmineplatform.eu. Urban Mine Platformen indeholder datasæt om flows, aktier, sammensætning og affaldsstrømme fra batterier, elektriske og elektroniske enheder og køretøjer. Dette gør det muligt for forskere, genbrugsindustrien og politiske beslutningstagere for at få specifik information om tidligere og fremtidige udviklinger, med henblik på at estimere råvarepotentialet for bestemte bestande i byminen eller udvikle innovative genbrugsstrategier.