Tänk på hur många olika tekniker det genomsnittliga hushållet har köpt under det senaste decenniet. Telefoner, TV, datorer, tabletter, och spelkonsoler håller inte för evigt, och att reparera dem är svårt och ofta lika dyrt som att helt enkelt köpa en ersättare.

Elektronik är en integrerad del av det moderna samhället, men elektroniskt avfall (e-waste) utgör en komplex och växande utmaning på vägen mot en cirkulär ekonomi-ett mer hållbart ekonomiskt system som fokuserar på återvinning av material och minimering av avfall. Att lägga till den globala avfallsutmaningen är förekomsten av oärliga återvinningsmetoder från företag som påstår sig återvinna elektronik men faktiskt avyttrar dem på andra sätt, till exempel på deponier eller transport av avfallet till andra länder.

Ny forskning från Hypothetical Materials Lab vid University of Pittsburgh Swanson School of Engineering utvecklar ett ramverk för att förstå de val en återvinnare måste göra och den roll som förebyggande av digitala bedrägerier kan ha för att förhindra oärliga återvinningsmetoder.

"Elektronik har enorma miljöpåverkan under hela deras livscykel, från att bryta sällsynta råvaror till den energiintensiva tillverkningen, hela vägen till den komplicerade e-waste-strömmen, "sa Christopher Wilmer, William Kepler Whiteford Faculty Fellow och docent i kemi- och petroleumsteknik, som leder Hypothetical Materials Lab. "En cirkulär ekonomimodell är väl lämpad för att mildra alla dessa effekter, men mindre än 40 procent av e-avfallet beräknas för närvarande återanvändas eller återvinnas. Om vår teknik ska vara hållbar, Det är viktigt att vi förstår hindren för återvinning av e-avfall. "

Några amerikanska företag som har tippat säkra, etiska och gröna återvinningsmetoder återanvänder aldrig mycket av det de får; istället, deras e-avfall lagrades olagligt, övergiven eller exporterad. Mellan 2014 och 2016, Basel Action Network använde GPS -spårare inom elektronik levererad till amerikanska återvinnare, visar att 30 procent av produkterna hamnade utomlands.

Forskarna utvecklade en modellram som analyserar oärlig elektronikhantering i slutändan och vad som får återvinnare att bedriva bedräglig verksamhet. De finner att det främsta sättet att säkerställa att en återvinnare av e-avfall kommer att ägna sig åt ärliga metoder med minsta möjliga tillsyn är att göra det till det mer lönsamma alternativet, antingen genom att minska kostnaderna för återvinning eller genom att öka påföljderna för bedrägliga metoder.

"Det största hindret för ärlig återvinning är dess kostnad, "sa huvudförfattaren Daniel Salmon, doktorand vid Institutionen för el- och datateknik. "Ett av våra huvudsakliga resultat är att om vi hittar ett sätt att göra det mer lönsamt för företag att återvinna, vi kommer att ha mindre oärlig återvinning. Riktade subventioner, högre straff för bedrägerier och tillverkare som säkerställer att deras elektronik är lättare att återvinna är allt som kan lösa detta problem. "

Forskarna föreslår också att blockchain används som neutralt, tredjepartsövervakning för att undvika bedrägliga återvinningsmetoder.

"Vår modell nämner påverkan av övervakning och övervakning, men självrapportering från företag möjliggör oärlighet. Å andra sidan, något som blockchain inte gör, sa Wilmer, som grundade Ledger, den första peer-reviewed vetenskapliga tidskriften dedikerad till blockchain och kryptovaluta. "Att förlita sig på en oföränderlig rekord kan vara en lösning för att förhindra bedrägeri och anpassa beteenden mellan återvinnare till en cirkulär ekonomi."

Arbetet är en del av ett större NSF-finansierat konvergensforskningsprojekt om cirkulär ekonomi, som leds av Melissa Bilec, biträdande chef för Mascaro Center, docent i civil- och miljöteknik, och Roberta A. Luxbacher fakultetstipendiat vid Pitt.