Uma equipe de pesquisa da KIST desenvolveu uma tecnologia de recuperação de paládio ecologicamente correta usando nanofolhas de maxeno à base de titânio (TiOx/Ti3C2Tx).
O paládio (Pd) é amplamente utilizado em diversas indústrias e produtos de uso diário, incluindo smartphones, fabricação de semicondutores e células de combustível de hidrogênio. O paládio funciona como um excelente catalisador, mesmo em pequenas quantidades. Pode ajudar a reduzir poluentes e aumentar a eficiência energética.
No entanto, a produção de paládio está concentrada num número limitado de países, resultando num fornecimento instável, e a escassez de tecnologias de recuperação eficientes e amigas do ambiente significa que muito é descartado ou depende de tecnologia estrangeira.
Publicado em Materiais Funcionais Avançadoso estudo, liderado pelo Dr. Jae-Woo Choi e Dr. Jin Younger Kim, demonstra uma plataforma de nanocluster que pode acelerar a produção de paládio.
Esta tecnologia usa uma configuração de alta densidade de “TiOx nanoclusters” com oxigênio insaturado na superfície do nanomaterial. Ele permite a recuperação de 99,9% de paládio de alta pureza em 30 minutos, mesmo em condições fracamente ácidas, onde os métodos convencionais têm dificuldades.
Não necessita de produtos químicos tóxicos ou de fonte de energia, e o paládio recuperado reduz-se espontaneamente à sua forma metálica, facilitando a separação por meio de filtração simples. Isto resulta numa redução substancial no uso de energia e nas emissões de carbono em comparação com os atuais processos de ácidos fortes.
Além disso, este materials demonstra um desempenho de adsorção excepcional a 1.983 mg/g e mantém cerca de 90% de eficiência após mais de 10 ciclos de reutilização, validando a sua estabilidade e reutilização. O compósito recuperado de paládio-nanofolha pode ser reaproveitado como um catalisador de evolução de hidrogênio, tornando-o apropriado para um sistema completo de reciclagem de metais preciosos.
Essa tecnologia funciona em temperatura ambiente, eliminando a necessidade de processamento em alta temperatura ou produtos químicos ácidos agressivos. Consequentemente, prevê-se uma redução das emissões de carbono em 80% ou mais em comparação com os métodos atuais. Também oferece benefícios de custo devido ao baixo consumo de energia elétrica e ao alto valor industrial, por ser reutilizável.
Uma vantagem significativa é sua ampla gama de aplicações. É aplicável como catalisador em indústrias como refino, petroquímica, automotivoe células de combustível de hidrogênio, e para recuperar paládio de resíduos eletrônicos, incluindo smartphones e placas de circuito.
Os pesquisadores do KIST planejam refinar ainda mais esta tecnologia para tratamento em tempo actual de águas residuais contendo paládio de fontes industriais. O seu objetivo é um ecossistema round de recursos, reutilizando paládio recuperado como catalisador e materials eletrónico.
O desenvolvimento futuro inclui tecnologias de recuperação de outros metais preciosos, como platina, ouro e prata.
Esta investigação representa um ponto de viragem tecnológico que pode contribuir para a auto-suficiência do sistema de circulação de recursos da Coreia e reduzir a dependência das importações de metais preciosos, permitindo a fácil recuperação de metais preciosos anteriormente descartados em catalisadores usados ou resíduos electrónicos. Planejamos aumentar o potencial de comercialização desenvolvendo um sistema de recuperação modular no futuro.
Dr. Jae-Woo Choi, Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia
“Confirmamos que o paládio recuperado pode ser aplicado não apenas como materials reciclado, mas como materials catalisador de eletrodo eletroquímico para a produção de hidrogênio de alta eficiência. Verificamos o potencial para ser utilizado não como um ‘metallic descartado’, mas como um recurso round que apoia a produção de energia limpa”, detalha o Dr. Jin Younger Kim, do KIST, que colaborou na pesquisa.
Referência do periódico:
Jung, Y., e outros. (2025). TiO protofílicox/Ti3C2Tz Nanofolhas para reciclagem hipereficiente de Pd em circuito fechado. Materiais Funcionais Avançados. DOI: 10.1002/adfm.202511809.