Toxický odpad z výroby hliníka, známy ako červený kal, je dlhoročným problémom priemyslu. Každoročne vznikajú milióny ton tohto nebezpečného materiálu, ktorý ohrozuje rieky, pôdu a celé komunity. Vedci z Rice University však ukázali, že jeho spracovanie nemusí byť ani zdĺhavé, ani škodlivé. Pomocou bleskového elektrického ohrevu dokázali za menej než 60 sekúnd odstrániť takmer všetky toxické kovy a zanechať po sebe bezpečný, hliníkom bohatý zvyšok.

Kľúčom k prelomu je technológia flash Joule heating (FJH). Metóda vysiela vysokonapäťový elektrický impulz priamo cez materiál, čím ho zahreje na extrémne teploty v priebehu sekúnd. Pri experimente výskumníci pridali malé množstvo chlóru, ktoré pomohlo odpariť ťažké a toxické kovy. Výsledkom bolo, že z červeného kalu zmizlo až 96 % železa a väčšina škodlivých prvkov, zatiaľ čo hliník zostal zachovaný.

Priemyselná nočná mora dostala riešenie

Profesor James Tour označil výsledok za priemyselný míľnik. Podľa neho ide o riešenie, ktoré dokáže premeniť „toxickú záťaž na hodnotný zdroj v priebehu jednej minúty“.

Takto vyčistený materiál má viacero využití. Môže sa vrátiť do výrobného cyklu ako zdroj hliníka, alebo sa premeniť na tvrdé keramické tehly a dlaždice vhodné pre stavebníctvo. Oproti tradičným postupom, ktoré využívajú dlhodobé žíhanie či agresívne chemikálie, je nová metóda rýchlejšia, lacnejšia a šetrnejšia k životnému prostrediu.

Gemini

Vedec Qiming Liu zdôraznil jednoduchosť celého procesu. „Za 60 sekúnd sme dokázali extrahovať väčšinu kovov a odstránili sme aj zásadité soli, ktoré robia kal nebezpečným,“ vysvetlil. To znamená, že výsledný materiál už nie je žieravý a možno ho bezpečne využiť.

Cesta k udržateľnejšiemu priemyslu

Červený kal je len jedným z príkladov toxických odpadov, ktoré by sa dali podobne spracovať. Vedci veria, že rovnaký princíp by mohol pomôcť aj v oceliarstve, ťažbe či pri spracovaní vzácnych zemín. Čo bolo donedávna environmentálnou hrozbou, sa tak môže zmeniť na cenný zdroj pre nové produkty.

Tím už vytvoril spin-off firmu Flash Metals USA, ktorá pod Metallium Ltd. pracuje na zavedení technológie do praxe. Cieľom je, aby sa metóda využívala priamo v priemyselných závodoch po celom svete.

Štúdia bola publikovaná 15. septembra v odbornom časopise ACS Applied Materials and Interfaces. Projekt podporila Air Force Office of Scientific Research a US Army Corps of Engineers, čo naznačuje, že technológia má aj strategický význam pre obranný sektor.

Ak sa podarí metódu rozšíriť, môže priniesť tri zásadné výhody: zmenšiť obrovské hromady odpadu, znížiť emisie pri výrobe hliníka a obmedziť potrebu ťažby novej bauxitovej rudy. V čase, keď sa svet usiluje o udržateľnejší priemysel, môže byť flash Joule heating presne tým prelomom, ktorý odvetvie potrebovalo.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia