Top các xu hướng công nghệ tái chế rác thải điện tử mới nhất

Sự phát triển kinh tế và tiến bộ kỹ thuật đã mang đến rất nhiều phát minh tiên tiến, nhất là các thiết bị điện tử hiện đại, giúp cải thiện đáng kể chất lượng sống cho con người. Tuy nhiên khi con người ngày càng chạy theo công nghệ thì lượng rác thải điện tử cũng ngày càng vượt ra khỏi tầm kiểm soát. Điển hình theo ước tính thì số rác thải điện tử năm 2021 khoảng 57 triệu tấn, [1] và dự kiến sẽ lên tới 74 triệu tấn vào năm 2030. [2] Điều đó thúc đẩy các quốc gia nghiên cứu ra nhiều phương pháp mới nhằm tái chế rác thải điện tử hiệu quả. Trong bài viết dưới đây, RX Tradex xin tổng hợp top 7 xu hướng công nghệ tái chế rác thải điện tử mới nhất trên thế giới hiện nay.

Top 7 xu hướng công nghệ tái chế rác thải điện tử mới nhất.

1. Công nghệ nghiền rác thải điện tử thành bụi nano.

Đây là phương pháp tái chế rác thải điện tử bằng cách nghiền nát bảng mạch thành bụi nano. Công nghệ này sẽ sử dụng máy nghiền chứa một buồng làm lạnh bằng khí nitơ, khí argon và một quả bóng thép nhỏ để nghiền nát các bảng mạch thành dạng hạt tách rời. Sau khi nghiền lạnh, các hạt phân tử nano được cho vào nước để phân tách và tái sử dụng.

Ưu điểm của phương pháp nghiền rác thải điện tử thành bụi nano:

• Có khả năng phá vỡ mọi hợp chất như: Kim loại, polyme, oxit thành bột đồng nhất và có thể tái sử dụng.
• Tiết kiệm chi phí vì tốn ít năng lượng hơn, và gần như không bỏ phí một vật liệu nào.
• Giảm thiểu tác hại với môi trường vì không tạo ra nhiều phụ phẩm gây ô nhiễm như các phương pháp xử lý chất thải khác.

2. Công nghệ sử dụng vi khuẩn, nấm và tảo để tái chế rác thải điện tử.

Đây là một trong những công nghệ tái chế rác thải điện tử mới nhất, tiên tiến nhất vì có nhiều ưu điểm và lợi ích vượt trội. Trong quy trình này, các nhà khoa học sử dụng vi khuẩn, nấm, tảo hoặc hóa chất không độc hại, ít năng lượng hơn để tái chế xử lý rác thải điện tử. Có thể nói, đây chính là tương lai của việc tái chế rác thải nếu được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi, giúp thu hồi được nhiều loại kim loại quý trong khi vẫn xử lý được các loại chất độc hại.

Ưu điểm của công nghệ sử dụng vi khuẩn, nấm và tảo để tái chế rác thải điện tử:

• Giúp xử lý rác thải điện tử một cách an toàn, không dùng hóa chất độc hại.
• Tốn ít năng lượng hơn để xử lý rác thải điện tử.
• An toàn với môi trường và xử lý triệt để được các chất có hại trong rác thải điện tử.
• Thu hồi được các kim loại có giá trị từ rác thải.

3. Công nghệ ứng dụng nhựa thải điện tử để nuôi cấy tế bào.

Nhựa trong rác thải điện tử hiếm khi được tái chế vì thành phần phức tạp và có chứa các chất phụ gia độc hại, tác động xấu đến sức khỏe con người và môi trường. Do đó, các nhà khoa học đã sử dụng nhựa có trong rác thải điện tử thay thế cho nhựa được sử dụng trong các thùng nuôi cấy tế bào như đĩa petri trong phòng thí nghiệm. Khi nuôi cấy tế bào bằng loại nhựa này, hơn 95% tế bào gốc của con người vẫn có thể tồn tại sau một tuần cho thấy tiềm năng sử dụng bền vững của nhựa thải điện tử, chiếm khoảng 20% trong số hơn 50 triệu tấn rác thải được sản xuất hàng năm trên thế giới. [1]

Ưu điểm của công nghệ ứng dụng nhựa thải điện tử để nuôi cấy tế bào:

• Tiết kiệm nguyên liệu nhựa cần sử dụng trong nghiên cứu y học, đồng thời lại giảm thiểu được lượng lớn nhựa thải từ hoạt động này ra môi trường.
• Giúp tái chế rác thải nhựa từ các thiết bị điện tử đã bị vứt bỏ, góp phần làm giảm nguy cơ với môi trường do nhựa của các máy móc này khó xử lý và tái chế.

4. Công nghệ khai thác nhiên liệu hydro sạch từ chất thải điện tử bằng khí hóa.

Thông thường sau khi tái sử dụng và tái chế rác thải điện tử, một lượng lớn chất thải hỗn hợp vẫn còn sót lại có thể gây khó khăn cho quá trình hậu xử lý. Bởi các loại chất thải này rất phức tạp về thành phần và không đồng nhất để tuân theo một phương pháp tái chế hay xử lý cụ thể. Do đó, việc tạo ra năng lượng từ chúng rất quan trọng và dễ dàng hơn cho việc quản lý chất thải triệt để về sau. Thông qua quá trình khí hóa, thành phần polyme có thể chuyển hóa thành các sản phẩm khí CO và H2, có thể được sử dụng để tổng hợp hóa học hoặc thu hồi năng lượng cung cấp cho các ngành công nghiệp khác nhau. Quá trình này có thể thực hiện trong điều kiện khí hóa được kiểm soát với môi trường hoặc tác nhân từ oxy, không khí và hơi nước.

Ưu điểm của phương pháp khai thác nhiên liệu hydro sạch từ chất thải điện tử bằng khí hóa:

• Giảm đào thải các phụ phẩm của những quá trình tái chế rác thải điện tử khác ra môi trường.
• Tạo ra nguồn năng lượng sạch cho các quá trình sản xuất.
• Thay thế bền vững cho việc đốt và chốt lấp trong xử lý chất thải.

5. Công nghệ làm chất bán dẫn bằng gỗ.

Để hạn chế lượng rác thải điện tử cũng như chi phí xử lý và tái chế chúng sau một quá trình sử dụng thì việc nghiên cứu ra công nghệ làm chất bán dẫn thân thiện với môi trường là giải pháp có thể nói là tối ưu nhất. Các nhà khoa học của Đại học Rice – Mỹ, đã thành công khi biến gỗ thành một chất dẫn điện bằng cách chuyển bề mặt gỗ thành vật liệu graphene, dùng để tạo ra các thiết bị điện tử thay cho các vật liệu dẫn điện truyền thống. Nhóm nghiên cứu này đã dùng laser công nghiệp để tạo nên graphene trên khối gỗ thông trong môi trường giàu hydro hay khí trơ argon và thiếu oxy. Nhờ vậy, nhiệt độ từ laser không đốt cháy gỗ mà biến bề mặt thành bọt graphene bám lên gỗ. Sau đó, khai thác đặc tính dẫn điện của graphene từ gỗ thông để tạo ra các siêu tụ điện dự trữ năng lượng.

Ưu điểm của công nghệ chất bán dẫn bằng gỗ:

• Khai thác thêm nguồn nguyên liệu mới cho việc sản xuất chất bán dẫn trong bối cảnh cạn kiệt các nguồn tài nguyên.
• Vì gỗ là vật liệu có thể tự phân hủy nên phương pháp này sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm rác thải điện tử rất đáng kể.
• Một khi sản xuất đại trà thì chi phí sản xuất sẽ thấp vì nguyên liệu đầu vào có giá rẻ hơn.

6. Công nghệ làm chip bằng gỗ.

Thông thường một con chip được cấu tạo từ một tấm silicon mỏng và trên đó có cấy các vật liệu khác nhau như: Đồng, GaAs, GaSb, GaP,… để tạo nên những vi mạch với đặc tính khác nhau. Các vật liệu này khó phân hủy nên khi thải ra bên ngoài với số lượng lớn sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực cho môi trường. Phương pháp làm chip bằng gỗ do nhóm nghiên cứu được giáo sư Zhenqiang Ma – Đại học Wisconsin – Mỹ tìm ra, sử dụng gỗ làm chip cho máy tính, thay vì sử dụng vi mạch từ silicon. Quá trình xử lý của công nghệ này tạo ra những tờ giấy nanocellulose, có thể uốn cong làm vi mạch.

Ưu điểm của công nghệ làm chip bằng gỗ:

• Giúp giảm thiểu số lượng vật liệu bán dẫn cần sử dụng trên chip mà không hề ảnh hưởng đến tốc độ xử lý của vi mạch.
• Những con chip này có thể tự hủy mà không gây hại đến môi trường.
• Góp phần hạn chế sự quá tải của lượng rác thải điện tử đang tồn đọng.

7. Phân loại rác thải điện tử tự động thông qua Robot kết hợp với trí tuệ nhân tạo AI.

Trí tuệ nhân tạo AI và hệ thống cảm biến giúp phát hiện kịp thời khi rác thải đã đầy, cần xử lý để không gây quá tải. Đồng thời robot tự động kết hợp trí tuệ nhân tạo AI sẽ hỗ trợ phân loại rác thải điện tử một cách hiệu quả, an toàn, năng suất cao nhờ áp dụng các kỹ thuật học máy và xử lý hình ảnh.

Ưu điểm của công nghệ robot tự động kết hợp với trí tuệ nhân tạo AI:

• Giúp tái chế được được một lượng rác thải điện tử lớn hơn, với chi phí hợp lý.
• Xử lý được rác thải nguy hại, các thiết bị có kích thước và trọng lượng lớn.
• Thu gom và xử lý rác thải kịp thời để không phát tán ra các chất nguy hiểm ra môi trường.

Tổng kết.

Bài viết vừa cung cấp thông tin về top các xu hướng công nghệ tái chế rác thải điện tử mới nhất trên thế giới hiện nay. Những phương pháp mới này đều nhằm khắc phục khuyết điểm của các công nghệ tái chế trước đó và giúp xử lý triệt để hơn chất thải điện tử trong bối cảnh quá tải loại rác này trên toàn cầu. Ngoài ra, doanh nghiệp có thể tham khảo thêm nhiều công nghệ xanh tiên tiến khác tại Triển lãm Quốc tế về Công nghệ xử lý và Tái chế chất thải do RX Tradex tổ chức. Ngoài ra còn có các Triển lãm Quốc tế hàng đầu khu vực khác như: Vietnam Manufacturing Expo, METALEX Vietnam và NEPCON Vietnam dành cho cộng đồng chuyên ngành.

Chú thích:

[1] Thực trạng rác thải điện tử năm 2021.

[2] Số lượng rác thải điện tử dự kiến năm 2030.

[3] Công nghệ tái chế nhựa từ rác thải điện tử trong ứng dụng nuôi cấy tế bào.