Kulta on elektroniikkalaitteissa olennainen materiaali sen erinomaisen johtavuuden ja korroosionkestävyyden vuoksi. Elektroniikkalaitteiden kysynnän kasvaessa on ennustettu, että kaivostoiminnasta saatava kulta voi loppua tulevina vuosikymmeninä. Ongelma pahenee ajan myötä, sillä elektroniikkajäte, erityisesti painetut piirilevyt (PCB), on merkittävä kierrätettävän kullan lähde, mutta jää valtaosin keräämättä ja käsittelemättä sujuvan ja kestävän jalometallien kierrätysmenetelmän puuttuessa.
Tällä hetkellä vain noin 20 % maailmanlaajuisesta elektroniikkajätteestä kierrätetään. Kierrätetystä kullasta jopa 70 % saadaan PCB-levyistä perinteisin menetelmin, kuten pyrometallurgialla ja hydrometallurgialla. Nämä menetelmät ovat kuitenkin erittäin haitallisia ympäristölle, koska niissä käytetään myrkyllisiä kemikaaleja ja ne tuottavat vaarallisia päästöjä.
Tutkimus ja kehitys – konseptista innovaatioksi
Futuminen konsepti syntyi aiemmasta tutkimuksesta, jossa Helsingin yliopiston Elektroniikan tutkimuslaboratoriossa (ETLA) käytettiin suuritehoista ultraääntä ja ultraäänikuvantamista. Alun perin biolääketieteellisiin sovelluksiin suunnattua teknologiaa testattiin metalleihin, mikä johti Futumine-teknologian kehittämiseen.
Siinä ultraäänellä ensin kuvannetaan elektroniikkajätettä, ja sen jälkeen ultraääni kohdistetaan haluttuihin kohtiin kullan poistamiseksi. Tämä kaksikäyttöisyys tekee Futumine-menetelmästä ainutlaatuisen ja erittäin tehokkaan verrattuna olemassa oleviin kullan kierrätysmenetelmiin.
Perinteiset elektroniikkajätteen kierrätysteknologiat sisältävät kolme päävaihetta: elektroniikkajätteen jauhamisen, muovien polttamisen ja metallien liuottamisen vahvoilla hapoilla. Nämä prosessit eivät ole vain energiaintensiivisiä, vaan ne tuottavat myös myrkyllisiä höyryjä ja vaarallista jätevettä.
Futumine sen sijaan hyödyntää ultraääntä vedessä paikantaakseen ja poistaakseen kultaa piirilevyjen pinnoilta. Kohdennettu ultraääni luo kavitaatiokuplia, jotka luhistuvat poistaen kultaa mekaanisesti ilman vaarallisia kemikaaleja. Tämä menetelmä on sekä puhdas että tarkka, ja se kohdistuu vain piirilevyjen kultaa sisältäviin kohtiin.
Markkinapotentiaali ja sovelluskohteet
Ympäristöystävällisten kullan kierrätysteknologioiden maailmanlaajuinen markkina kasvaa nopeasti kullan vahvan kysynnän, elektroniikkajätteen korkean arvon sekä lisääntyvän sääntelytuen vuoksi. Noin 7 % maailman kullasta on elektroniikkajätteessä, ja sen arvo on yli biljoona dollaria (vuoden 2024 hinta). Pelkästään vuonna 2022 elektroniikkajäte tuotti 15 miljardia dollaria kultaa, mutta vain 3 miljardia saatiin talteen, ja vain alle 30 % kierrätetyistä painetuista piirilevyistä käsiteltiin ympäristön kannalta kestävästi.
Kun hallitukset ajavat vihreämpiä ratkaisuja ja elektroniikkajätteen toimitusketju kehittyy, ympäristöystävälliset teknologiat kuten Futumine tarjoavat merkittävän potentiaalin markkinalle. Futuminen skaalautuva ja paikallisesti käytettävissä oleva, kestävä ja myrkytön teknologia voidaan lisäksi integroida olemassa olevaan toimitusketjuun. Se vähentää suurten, keskitettyjen, ympäristölle haitallisten ja pääomavaltaisten sulattojen tarvetta. Kullan erottamisen jälkeen piirilevyvarastot voidaan myös myydä edelleen kuparin ja muiden mineraalien talteenottoa varten. Näin resurssi- ja kustannustehokkuus on mahdollista maksimoida. Futumine-teknologia on osoittautunut sen nopeuden ja tehokkuuden ansiosta taloudellisesti käyttökelpoiseksi.
Vaikutus ympäristöön ja talouteen
Futumine on uusi, patentoitu elektroniikkajätteen kierrätysteknologia, jolla on sekä taloudellisia että ympäristöhyötyjä. Koska siinä ei käytetä haitallisia kemikaaleja, se tarjoaa sekä ihmisten että ympäristön kannalta turvallisemman kullan kierrätysprosessin.
Teknologia on skaalautuva ja mahdollistaa jätteen kierrätyksen paikallisesti, päinvastoin kuin tällä hetkellä toiminnassa olevat harvalukuiset laitokset eri puolilla maailmaa. Futumine pystyy tehokkaasti poistamaan kultaa elektroniikkajätteestä, ja tällä hetkellä prosessia pyritään nopeuttamaan sovellettavaksi teolliseen käyttöön. Teknologian taloudellinen kannattavuus on jo osoitettu.
Tulevaisuus ja kaupallistamisen polku
Futumine-hanketta on tuettu kahdella Suomen Akatemian apurahalla, joiden avulla on tehty kaksi patenttihakemusta. Business Finlandin rahoittama tutkimuksen kaupallistamishanke käynnistyi maaliskuussa 2024, ja kaupallistamisen valmisteluissa apuna toimii Helsingin yliopiston teknologiansiirto- ja kaupallistamisyhtiö Helsingin Innovaatiopalvelut Oy.
Futumine pyrkii rakentamaan pienen mittakaavan automatisoidun prototyyppijärjestelmän, joka kykenee kuvantamaan näytteen pinnan ja suorittamaan kullan poiston itsenäisesti. Kaupallistamishankkeen loppuun mennessä tavoitteena on saavuttaa pilottivalmius käsitellä piirilevyjä automatisoituna prosessina teollisessa mittakaavassa.
Yhteenveto: Elektroniikkajätteen kierrätyksen mullistaminen
Futumine edustaa merkittävää elektroniikkajätteen kierrätysteknologista edistysaskelta tarjoten vihreän ja puhtaan menetelmän kullan talteenottoon. Vahvan tutkimustaustan ja lupaavien alustavien tulosten myötä Futumine-teknologia on hyödynnettävissä kaupallisiin sovelluksiin, ja sillä on tunnistettavat ympäristöhyödyt. Tutkimuslaboratoriolla on laaja tausta erikoistuneessa ja soveltavassa ultraäänitutkimuksessa sekä kokemusta globaalissa markkinassa menestyneiden startup-yritysten käynnistämisestä.
Tule mukaan yhteistyöhön:
Futumine etsii yhteistyökumppaneita, sijoittajia ja muita toimialaosaajia mukaan muuttamaan elektroniikkajätteen kierrättämisen tulevaisuus.
Ota yhteyttä:
professori Ari Salmi
projektinjohtaja
ari.salmi@helsinki.fi
väitöstutkija Axi Holmström
teknologiapäällikkö
axi.holmstrom@helsinki.fi
Henri Österberg
kaupallistamisen asiantuntija
henri.osterberg@helsinki.fi