Modellering af en cirkulær økonomi for elektronisk affald

Tænk på, hvor mange forskellige stykker teknologi den gennemsnitlige husstand har købt i det sidste årti. telefoner, TV, computere, tabletter, og spillekonsoller holder ikke for evigt, og at reparere dem er svært og ofte lige så dyrt som blot at købe en erstatning.

Elektronik er en integreret del af det moderne samfund, men elektronisk affald (e-affald) udgør en kompleks og voksende udfordring på vejen mod en cirkulær økonomi – et mere bæredygtigt økonomisk system, der fokuserer på genanvendelse af materialer og minimering af affald. Tilføjelse til den globale affaldsudfordring er forekomsten af ​​uærlig genbrugspraksis fra virksomheder, der hævder at genbruge elektronik, men faktisk bortskaffer dem på andre måder, såsom på lossepladser eller forsendelse af affaldet til andre lande.

Ny forskning fra Hypotetical Materials Lab ved University of Pittsburgh Swanson School of Engineering udvikler en ramme til at forstå de valg, en genbruger skal træffe, og den rolle, som forebyggelse af digital svindel kan have i at forhindre uærlig genbrugspraksis.

"Elektronik har enorme miljøpåvirkninger på tværs af deres livscyklus, fra minedrift af sjældne råstoffer til den energikrævende fremstilling, hele vejen til den komplicerede e-affaldsstrøm, " sagde Christopher Wilmer, William Kepler Whiteford Faculty Fellow og lektor i kemi- og petroleumsteknik, der leder Hypotetisk Materialelab. "En cirkulær økonomimodel er velegnet til at afbøde hver af disse påvirkninger, men mindre end 40 procent af e-affald skønnes i øjeblikket at blive genbrugt eller genbrugt. Hvis vores teknologi skal være bæredygtig, Det er vigtigt, at vi forstår barriererne for genanvendelse af e-affald."

Nogle amerikanske firmaer, der har udråbt sikre, etiske og grønne genbrugspraksis genbruger aldrig meget af det, de modtager; i stedet, deres e-affald blev ulovligt lagret, opgivet eller eksporteret. Mellem 2014 og 2016 Basel Action Network brugte GPS-trackere i elektronik leveret til amerikanske genbrugsvirksomheder, viser, at 30 procent af produkterne endte i udlandet.

Forskerne udviklede en modelramme, der analyserer uærlig elektronikhåndtering ved udtjent levetid, og hvad der får genbrugere til at forfølge svigagtige aktiviteter. De finder, at den primære måde at sikre, at en genbruger af e-affald vil engagere sig i ærlig praksis med et minimum af tilsyn, er at gøre det til den mere rentable løsning, enten ved at sænke omkostningerne ved genanvendelse eller øge sanktionerne for svigagtig praksis.

"Den største barriere for ærlig genbrug er dens omkostninger, " sagde hovedforfatter Daniel Salmon, en kandidatstuderende på Institut for Elektro- og Computerteknik. "En af vores hovedresultater er, at hvis vi finder en måde at gøre det mere rentabelt for virksomheder at genbruge, vi vil have mindre uærlig genbrug. Målrettede tilskud, højere bøder for svindel og producenter, der sikrer, at deres elektronik er lettere at genbruge, er alt sammen ting, der potentielt kan løse dette problem."

Forskerne foreslår også brugen af ​​blockchain som neutral, tredjepartstilsyn for at undgå svigagtig genbrugspraksis.

"Vores model nævner indflydelsen af ​​overvågning og overvågning, men virksomhedernes selvrapportering muliggør uærlighed. På den anden side, noget som blockchain ikke gør, sagde Wilmer, der grundlagde Ledger, det første fagfællebedømte videnskabelige tidsskrift dedikeret til blockchain og cryptocurrency. "At stole på en uforanderlig registrering kan være en løsning til at forhindre svindel og tilpasse adfærd på tværs af genbrugere mod en cirkulær økonomi."

Arbejdet er en del af et større NSF-finansieret konvergensforskningsprojekt om den cirkulære økonomi, som ledes af Melissa Bilec, vicedirektør for Mascaro Center, lektor i civil- og miljøteknik, og Roberta A. Luxbacher Faculty Fellow ved Pitt.