Ogni anno milioni di dispositivi elettronici vengono accantonati: telefoni vecchi, lampadine bruciate, componenti fuori uso. Dentro molti di questi oggetti si nascondono metalli preziosi, presenti in piccole quantità ma fondamentali per tecnologie moderne come motori elettrici, schermi e turbine eoliche.
Tra questi, l’europio è uno dei più utili, ma anche uno dei meno recuperati. In Europa, infatti, meno dell’1% di questi metalli rari viene riciclato. Un gruppo di ricercatori dell’ETH di Zurigo ha sviluppato un metodo semplice, economico e a basso impatto per estrarlo dai rifiuti, aprendo la strada a un nuovo modello di recupero metalli rari più sostenibile.
Indice
Recupero metalli rari in un minuto
Un team di ricercatori dell’ETH di Zurigo ha sviluppato un metodo innovativo per il recupero metalli rari, in particolare l’europio, dai rifiuti elettronici come le vecchie lampade fluorescenti. Il processo utilizza una polvere gialla a base di zolfo e tungsteno che, in un unico passaggio, estrae il metallo in modo rapido, economico e sostenibile.
A differenza dei metodi tradizionali, che richiedono centinaia di fasi e sostanze tossiche, questa nuova tecnica funziona in un comune contenitore, senza calore intenso né solventi aggressivi. Il composto chimico può essere riutilizzato più volte, riducendo sprechi ed emissioni. In Svizzera, i rifiuti di lampade potrebbero coprire l’intero fabbisogno nazionale di europio se trattati localmente. Il sistema riduce le emissioni di CO₂ di oltre l’80% rispetto all’estrazione mineraria.
I ricercatori hanno fondato la startup REEcover per portare la tecnologia su scala industriale, puntando anche al recupero di altri metalli come neodimio e disprosio. La scoperta rappresenta un passo avanti verso un’economia circolare più efficiente e indipendente.
Piccole quantità, grande valore
Negli ultimi anni, la domanda di elementi delle terre rare è cresciuta rapidamente, spinta dalla transizione energetica e dalla diffusione dei veicoli elettrici. Oggi, la maggior parte di questi materiali viene raffinata in Cina, che controlla circa il 90% del mercato globale. Il controllo da parte della Cine, crea fragilità nelle catene di approvvigionamento, soprattutto per l’Europa.
Allo stesso tempo, molti oggetti di uso quotidiano, come le vecchie lampade fluorescenti, contengono concentrazioni di terre rare molto più alte rispetto ai giacimenti minerari naturali. Recuperarli significa trasformare rifiuti in risorse locali, riducendo sia i costi che i rischi geopolitici legati all’importazione.
Un processo semplice per un risultato potente
Il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori svizzeri punta a semplificare radicalmente il recupero metalli rari, eliminando le fasi complesse dei processi industriali tradizionali. Di solito, estrarre l’europio richiede centinaia di passaggi, con l’uso di solventi tossici, acidi e grandi quantità di energia.
Il team dell’ETH ha invece creato una reazione rapida che avviene in un unico passaggio, direttamente in un comune contenitore da laboratorio. Non servono né calore intenso né atmosfere protette: la reazione funziona anche alla luce ambiente o con un leggero riscaldamento.
La polvere gialla che cattura i metalli
Il segreto del processo è una polvere gialla fatta di zolfo e tungsteno che agiscono come un magnete selettivo: trasferisce elettroni all’europio, cambiandone la carica elettrica. Quando il metallo passa a uno stato bivalente, perde la solubilità e si trasforma in un solido che precipita. Basta un semplice filtro per separarlo dalla miscela, e rispetto ai vecchi metodi, estrae fino a 50 volte più europio in molto meno tempo.
Non inquina:
non servono sostanze chimiche aggressive, e il processo evita l’uso di acidi forti o solventi dannosi.
Un passo verso l’economia circolare
Un altro vantaggio importante è che il composto usato per il recupero metalli rari può essere riutilizzato molte volte. Dopo l’estrazione, viene lavato e rigenerato, tornando al suo colore giallo originale. Test di laboratorio mostrano che mantiene oltre il 95% della sua efficacia anche dopo dieci cicli. Anche il tungsteno residuo può essere recuperato con una cristallizzazione semplice. Questo approccio si allinea perfettamente ai principi dell’economia circolare, dove ogni materiale deve essere riutilizzato il più a lungo possibile.
Dai rifiuti alle nuove tecnologie
Una volta separato, l’europio può essere trasformato in ossido di europio, una sostanza pronta per essere riutilizzata nella produzione di nuovi fosfori o magneti speciali. Il sottoprodotto principale è una piccola quantità di ossalato, facilmente gestibile. Secondo i calcoli del team, il sistema riduce le emissioni di gas serra di oltre l’80% rispetto all’estrazione mineraria tradizionale. Un dato importante per aziende e Paesi che devono rispettare obiettivi climatici sempre più stringenti.
Dalla Svizzera al mondo
In Svizzera, i rifiuti di lampade fluorescenti attualmente esportati potrebbero coprire l’intero fabbisogno nazionale di europio se trattati localmente. A livello europeo, milioni di lampade compatte vengono scartate ogni anno, spesso senza che i metalli al loro interno vengano recuperati.
I ricercatori hanno già fondato una startup, REEcover, per portare la tecnologia fuori dal laboratorio. L’obiettivo è realizzare impianti pilota per il trattamento delle lampade usate, con l’ambizione di estendere il metodo anche a magneti contenenti neodimio e disprosio.
Verso un futuro più sostenibile
Il passaggio alla scala industriale richiederà ancora qualche adattamento, soprattutto per ottimizzare il riciclo del reagente e la gestione dei fluidi. Ma il processo di base si è già dimostrato economicamente sostenibile anche in piccola scala. Non servono attrezzature costose né condizioni particolari: il composto è stabile e può essere trasportato come polvere secca.
Con l’aumento previsto della domanda di terre rare, che potrebbe triplicare entro il 2040, questo nuovo metodo di recupero metalli rari potrebbe diventare una soluzione chiave per l’approvvigionamento di materie prime in Europa e non solo.
Se i brevetti saranno approvati, la polvere gialla sviluppata a Zurigo potrebbe presto arrivare nei centri di riciclo di tutto il mondo, trasformando i rifiuti elettronici in una vera miniera urbana.
Fonte:
- Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications, attirando già l’interesse di potenziali investitori.
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