Des chercheurs autrichiens ont trouvé un moyen de capturer sélectivement les métaux d'un flux de déchets en utilisant de la levure de bière usée, le même sous-produit de la bière qui entre dans la composition de la Marmite à tartiner alimentaire.
Dans un article publié dans la revue Frontières de la bioingénierie et de la biotechnologieles scientifiques expliquent que les déchets électroniques sont notoirement difficiles à recycler car il est difficile de séparer les différents métaux contenus dans les déchets.
« Mettre les métaux en solution est une première étape, mais la récupération sélective des métaux reste un défi. Comparée à des processus tels que la précipitation chimique, la biosorption utilisant la levure de bière usée présente une approche peu coûteuse et respectueuse de l'environnement », a déclaré Klemens Kremser de l'Université des ressources naturelles et des sciences de la vie de Vienne et auteur correspondant de l'article, dans un communiqué aux médias.
Plusieurs options existent déjà pour séparer les différents composants métalliques des déchets électroniques, y compris d'autres biosorbants, des matériaux biologiques qui peuvent être utilisés pour absorber la pollution. Cependant, ils présentent tous des inconvénients importants. Par exemple, les précipitations chimiques produisent des scories contaminées, tandis que le biocharbon, un biosorbant similaire au charbon de bois, est difficile à séparer des eaux usées.
Les scientifiques se sont donc tournés vers la levure de bière.
Ils ont acquis 20 litres de levure de bière usagée, séparé la biomasse des résidus de brassage et séché la biomasse. Les interactions électrostatiques à la surface de la levure permettent aux ions métalliques de coller à cette surface, un processus appelé adsorption. La modification du pH de cette solution modifie les interactions, ce qui peut permettre à la levure d'adsorber davantage ou différents ions métalliques, en fonction du contenu de la solution et du pH spécifique.
Les chercheurs ont ensuite choisi de tester la biomasse de levure contre le zinc, l’aluminium, le cuivre et le nickel, des métaux économiquement importants. Ils ont testé chaque solution métallique à différents pH et températures, pour évaluer s’il était possible d’augmenter la force des interactions et de récupérer davantage de métal. Ils ont également testé la levure contre un véritable flux de déchets polymétalliques.
« L'utilisation de la biomasse résiduelle pour la récupération des métaux n'est pas un processus complètement nouveau, mais la sélectivité des processus de biosorption est un facteur clé pour une récupération efficace des métaux à partir des flux de déchets polymétalliques », Anna Sieber, Ph.D. a déclaré un membre du K1-MET, un centre de recherche métallurgique autrichien et premier auteur de l'article. « Nous avons démontré des taux de récupération de métaux élevés à partir d’une solution métallique complexe utilisant une biomasse respectueuse de l’environnement et bon marché. La biomasse de levure est considérée comme un organisme sûr, et la réutilisation démontrée de la biomasse en fait une approche économiquement réalisable.
Taux de récupération élevés
Le groupe a pu récupérer plus de 50 % d’aluminium, plus de 40 % de cuivre et plus de 70 % de zinc à partir des solutions métalliques testées. Plus de 50 % du cuivre et plus de 90 % du zinc ont été récupérés du flux de déchets polymétalliques sur lesquels la levure a été testée.
Le changement de température a eu peu d'impact sur l'efficacité, sauf pour le zinc, où il a augmenté le taux de récupération de 7,6 %. De même, l'ajustement du pH a eu un effet limité sur la plupart des solutions métalliques, à l'exception de l'aluminium, où il a amélioré l'efficacité de récupération de 16 %.
« Les métaux peuvent être éliminés de la surface de la levure par traitement acide et pourraient ainsi être recyclés », a déclaré Sieber. « Il serait intéressant d'étudier les applications potentielles de ces métaux récupérés. »
La levure elle-même pourrait également être recyclée sans impacter lourdement sa capacité à récupérer le métal : les scientifiques ont pu l'utiliser cinq fois pour récupérer différents métaux.
L’équipe prévient cependant que le nouveau procédé doit être testé dans le cadre d’études beaucoup plus vastes dans des conditions réelles avant de pouvoir être mis en œuvre à l’échelle industrielle.
« Le processus d'élimination des métaux dans cette étude a été optimisé pour les quatre métaux en question », a déclaré Kremser. « La concentration d'ions métalliques potentiellement interférents était très faible dans nos solutions de départ, mais il serait important d'en tenir compte lors de l'application de cette approche à différentes solutions métalliques mixtes. »
