รีไซเคิลแรร์เอิร์ธจากหลอดไฟเหลือ นวัตกรรมใหม่ลดขยะมีพิษได้
มารี เพอร์ริน นักเคมีสัญชาติฝรั่งเศส-สหรัฐฯ ค้นพบวิธีรีไซเคิลแร่หายากแบบใหม่ ลดของเสียเป็นพิษ สะอาดขึ้น และเน้นเศรษฐกิจหมุนเวียน
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
นวัตกรรมใหม่ สร้างแร่หายาก ไม่สร้างขยะ
แร่หายากเป็นทรัพยากรสำคัญที่ใช้ในอุปกรณ์หลากหลาย ตั้งแต่โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ กังหันลม หรือรถยนต์ไฟฟ้า แต่การสะกัดแร่สำคัญชนิดนี้มีค่าเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมไม่น้อยเลย
การทำเหมืองแร่หายาก 1 ตัน สร้างขยะเคมีเป็นพิษมากถึง 2000 ตัน รวมถึงวัสดุกัมมันตภาพรังสี เพอร์รินที่ศึกษาปริญญาเอกที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิสซูริก (ETH Zürich) จึงพัฒนาวิธีการที่สะอาดขึ้นกว่า เป็นกระบวนการที่รวดเร็วและสามารถขยายขนาดเพิ่มได้ เพื่อกู้คืนแร่ยูโรเปียมจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ถูกทิ้งแล้ว
“ตอนนี้ฉันกำลังพยายามนำเทคโนโลยีที่ฉันพัฒนาขึ้นเข้าสู่ตลาด เทคโนโลยีที่ฉันพัฒนาระหว่างเรียนปริญญาโทด้านการรีไซเคิลแร่หายาก [...] แร่พวกนี้มีอยู่ในโทรศัพท์มือถือของคุณ ในคอมพิวเตอร์ของคุณ และในเทคโนโลยีสีเขียว เช่นกังหันลมและรถยนต์ไฟฟ้า”
“เรามีทางแก้ [...] เพื่อสร้างแร่เล่านี้มาจากขยะที่เราสร้างขึ้น” เพอร์รินกล่าว
นวัตกรรมใหม่ของเพอร์รินทำให้เธอได้รับรางวัล 1 ใน 10 ผู้ขับเคลื่อนอนาคต (Tomorrow Shapers) ในรางวัลนักประดิษฐ์รุ่นเยาว์ของสำนักงานสิทธิบัตรยุโรป ประจำปี 2025 นวัตกรรมกำลังอยู่ในกระบวนการขอสิทธิบัตร
นวัตกรรมทำงานอย่างไร
เทคโนโลยีใหม่ของเพอร์รินเริ่มด้วยการถอดชิ้นส่วนหลอดไฟ เพื่อสะกัดผงฟอสฟอรัส และกำจัดปรอทออกไป ผงฟอสฟอรัสจะถูกละลายในกรด และผสมกับโมเลกุลที่มีซัลเฟอร์เป็นเบส เพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาอ็อกซิเดชัน
จากนั้นจะเกิดตะกอนสีทอง ที่มีธาตุยูโรเปียมเป็นส่วนประกอบ ในขณะที่ธาตุอื่น ๆ อย่างอิตเทรียม ยังคงอยู่ในสารละลาย ขั้นตอนต่อไปคือการกรองของแข็งออกมา นำไปบำบัดด้วยแอมโมเนียมออกซาเลตเพื่อฟื้นฟูสารสกัด และสุดท้ายแปรสภาพเป็นยูโรเพียมออกไซด์ที่สามารถนำไปใช้งานได้
วิธีการนี้ลดการใช้ตัวทำละลานที่เป็นพิษ และนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่ได้ในระบบปิด
“การคิดค้นของเราทำให้เราสามารถแยกธาตุเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และเรายังใช้ของเสียด้วย จะได้ไม่ต้องโยนแร่สำคัญเหล่านี้ทิ้งไป” นักเคมีกล่าว
นวัตกรรมจากความชื่นชอบในวัยเด็ก
เพอร์รินเกิดในสหรัฐฯ และเติบโตขึ้นในเมืองตูลูส เมืองทางตอนใต้ของฝรั่งเศส พ่อแม่ของเพอร์รินเป็นนักวิทยาศาสตร์ และเธอเองมีความสนใจด้านเคมีตั้งแต่ยังเด็ก
“แม่ของฉันเป็นนักเคมี และตั้งแต่ยังเล็ก แม่แบ่งปันความสนใจด้านเคมีให้ฉันด้วย และเป็นสิ่งที่ช่วยชี้ทางการศึกษาของฉันหลังจากนั้น”
การศึกษาระดับปริญญาเอกของเพอร์รินที่ ETH Zürich เริ่มต้นไม่ได้พุ่งเป้าที่การสร้างแร่หายาก แต่เริ่มต้นจากงานด้านการทำให้น้ำบริสุทธิ์ อย่างไรก็ตามในช่วงต้นของโครงการ เมื่อเพอร์รินร่วมกับศาสตราจารย์วิกเตอร์ มูเกล อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ ได้ “ค้นพบว่าโมเลกุลที่พวกเราใช้อยู่สามารถนำมาใช้ในการแยกธาตุหายากได้
ด้วยการสนับสนุนจากสำนักงานถ่ายทอดเทคโนโลยีของ ETH เพอร์รินได้ยื่นคำขอจดสิทธิบัตร เผยแพร่ผลงานวิจัยในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature และร่วมก่อตั้งสตาร์ทอัพสัญชาติสวิตเซอร์แลนด์ชื่อ REEcover กับมูเกลและมาเรีย ปูโฮส เพื่อนสนิทมาอย่างยาวนาน
แม้ REEcover จะมีจุดเด่นด้านความยั่งยืน แต่เส้นทางก็ไม่ได้ราบรื่นทั้งหมด เพอร์รินเล่าว่า “เราได้ติดต่อไปยังหลายบริษัท แต่ในช่วงแรกกลับยากที่จะสร้างผลกระทบได้” และเสริมว่า “เมื่อเราเริ่มสร้างเครือข่ายได้ ก็พบว่าหลายอุตสาหกรรมไม่ได้มีอำนาจควบคุมห่วงโซ่อุปทานของตนเอง”
ขยายสู่แร่หายากชนิดอื่น
เริ่มต้น REEcover มุ่งเน้นการรีไซเคิลแร่หายากจากหลอดไฟ แต่ปัจจุบันได้ขยายไปสู่การรีไซเคิลแร่ธาตุหายากจากแม่เหล็กที่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทีมงานกำลังดำเนินการศึกษาการพิสูจน์แนวคิด (proof of concept) เพื่อปรับวิธีการให้ใช้ได้กับกระแสของเสียรูปแบบอื่น ๆ โดยมีเป้าหมายผลักดันอุตสาหกรรมไปสู่โมเดลเศรษฐกิจหมุนเวียน
สำหรับเพอร์ริน นี่ไม่ใช่งานวิทยาศาสตร์เพื่อวิทยาศาสตร์เท่านั้น เธอกล่าวว่า “คนรุ่นของเรากำลังเผชิญกับความท้าทายมากมาย ตั้งแต่การระบาดใหญ่ระดับโลกไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หากคุณมีไอเดีย จงกล้า จงสร้างสรรค์ และเดินหน้าผลักดันขอบเขตขององค์ความรู้มนุษย์ต่อไป”
