Vihreää kultaa Slushissa – Futumine irrottaa kultaa elektroniikkajätteestä

Helsingin yliopisto esitteli startup-tapahtuma Slushin Y-Science-oheistapahtumassa ja osastollaan innovaatioita, jotka vastaavat energiatalouden, kestävyyden ja terveyden haasteisiin.

Yksi Slushissa esitelty kaupallistamishanke oli Futumine. Se on ympäristöystävällinen, ultraääneen pohjautuva ratkaisu kullan talteenottoon ja kierrättämiseen sähkö- ja elektroniikkalaiteromusta.

Futuminen avulla haitallisia kemikaaleja ei enää tarvita, vaan kullan erottamisessa hyödynnetään ultraäänitekniikkaa vedessä.

Piirilevyjen kierrätykseen myrkyttömämpiä keinoja

Kulta on elektroniikkalaitteissa olennainen materiaali sen erinomaisen johtavuuden ja korroosionkestävyyden vuoksi.

Elektroniikkalaitteiden kysynnän kasvaessa on ennustettu, että kaivostoiminnasta saatava kulta voi loppua tulevina vuosikymmeninä.

Kultaa on etenkin painetuissa PCB-piirilevyissä. Ne jäävät kuitenkin valtaosin keräämättä ja käsittelemättä, koska puuttuu kestäviä ja sujuvia jalometallien kierrätysmenetelmiä.

Tällä hetkellä vain noin 20 prosenttia maailmanlaajuisesta elektroniikkajätteestä kierrätetään.

Se kulta, mikä PCB-levyistä saadaan talteen ja kierrätettyä, otetaan talteen perinteisin menetelmin kuten pyrometallurgialla ja hydrometallurgialla. Näin talteenotetaan jopa 70 prosenttia kierrätyskullasta.

Nämä menetelmät ovat kuitenkin erittäin haitallisia ympäristölle, koska niissä käytetään myrkyllisiä kemikaaleja ja ne tuottavat vaarallisia päästöjä.

Futuminen konsepti syntyi aiemmasta tutkimuksesta, jossa Helsingin yliopiston Elektroniikan tutkimuslaboratoriossa (ETLA) käytettiin suuritehoista ultraääntä ja ultraäänikuvantamista.

Puhdas ja tarkka menetelmä

Alun perin biolääketieteellisiin sovelluksiin suunnattua teknologiaa testattiin metalleihin, mikä johti Futumine-teknologian kehittämiseen.

Siinä ultraäänellä ensin kuvannetaan elektroniikkajätettä. Sen jälkeen ultraääni kohdistetaan haluttuihin kohtiin kullan poistamiseksi.

Tämä kaksikäyttöisyys tekee Futumine-menetelmästä erittäin tehokkaan verrattuna olemassa oleviin kullan kierrätysmenetelmiin.

Perinteiset elektroniikkajätteen kierrätysteknologiat sisältävät kolme päävaihetta: elektroniikkajätteen jauhamisen, muovien polttamisen ja metallien liuottamisen vahvoilla hapoilla. Nämä prosessit ovat energiaintensiivisiä ja ne tuottavat myrkyllisiä höyryjä ja vaarallista jätevettä.

Futumine sen sijaan hyödyntää ultraääntä vedessä paikantaakseen ja poistaakseen kultaa piirilevyjen pinnoilta.

Kohdennettu ultraääni luo kavitaatiokuplia, jotka luhistuvat poistaen kultaa mekaanisesti ilman vaarallisia kemikaaleja.

Tämä menetelmä on sekä puhdas että tarkka, ja se kohdistuu vain piirilevyjen kultaa sisältäviin kohtiin.

Kultaa hukkaan miljardien arvosta

Ympäristöystävällisten kullan kierrätysteknologioiden maailmanlaajuinen markkina kasvaa nopeasti kullan vahvan kysynnän, elektroniikkajätteen korkean arvon sekä lisääntyvän sääntelytuen vuoksi.

Noin seitsemän prosenttia maailman kullasta on elektroniikkajätteessä. Sen arvo on yli biljoona dollaria.

Pelkästään vuonna 2022 elektroniikkajäte sisälsi 15 miljardia dollaria kultaa, mutta vain kolme miljardia saatiin talteen. Vain alle 30 prosenttia kierrätetyistä painetuista piirilevyistä käsiteltiin ympäristön kannalta kestävästi.

Kun hallitukset ajavat vihreämpiä ratkaisuja ja elektroniikkajätteen toimitusketju kehittyy, ympäristöystävälliset teknologiat kuten Futumine tarjoavat merkittävän potentiaalin markkinoilla.

Futuminen teknologia on skaalautuvaa. Se voidaan integroida olemassa olevaan toimitusketjuun. Se vähentää suurten, keskitettyjen, ympäristölle haitallisten ja pääomavaltaisten sulattojen tarvetta.

Kullan erottamisen jälkeen piirilevyvarastot voidaan myös myydä edelleen kuparin ja muiden mineraalien talteenottoa varten. Näin resurssi- ja kustannustehokkuus on mahdollista maksimoida.

Futumine-teknologia on osoittautunut taloudellisesti käyttökelpoiseksi.

Kierrätysteknologia on patentoitu. Tällä hetkellä prosessia pyritään nopeuttamaan sovellettavaksi teolliseen käyttöön.

Kaksi patenttihakemusta

Futumine-hanketta on tuettu kahdella Suomen Akatemian apurahalla, joiden avulla on tehty kaksi patenttihakemusta.

Business Finlandin rahoittama tutkimuksen kaupallistamishanke käynnistyi maaliskuussa 2024.

Kaupallistamisen valmisteluissa apuna toimii Helsingin yliopiston teknologiansiirto- ja kaupallistamisyhtiö Helsingin Innovaatiopalvelut Oy.

Futumine pyrkii rakentamaan pienen mittakaavan automatisoidun prototyyppijärjestelmän, joka kykenee kuvantamaan näytteen pinnan ja suorittamaan kullan poiston itsenäisesti.

Kaupallistamishankkeen loppuun mennessä tavoitteena on saavuttaa pilottivalmius käsitellä piirilevyjä automatisoituna prosessina teollisessa mittakaavassa.

Helsingin yliopisto ja sen teknologiansiirrosta ja tutkimuksen kaupallistamisesta vastaava yhtiö Helsingin Innovaatiopalvelut Oy ovat Slushin pääyhteistyökumppaneita.

Teksti: Elina Saarinen/ Uusiouutiset-lehti

Kuva: Slush/ Julius Konttinen. Helsingin yliopisto on yksi Slushin pääyhteistyökumppaneista.