Z uhelného odpadu se stává poklad: Vědci umí získat vzácné kovy bez kyselin a šetří přírodu

Vědci z Georgia Tech vyvinuli převratnou metodu pro získávání kritických vzácných zemin (REE) přímo z uhelného popela, průmyslového odpadu.

Vědci z Georgia Tech vyvinuli převratnou metodu pro získávání kritických vzácných zemin (REE) přímo z uhelného popela, průmyslového odpadu. Postdoktorandka Anuja Tripathi ve spolupráci s profesory Ching-Hua Huangem a Xing Xie přeměnila tento odpad na cenný zdroj, který nabízí cestu k získání základních materiálů potřebných pro moderní technologie.

Vzácné zeminy jsou sice hojné, ale jejich koncentrace pro efektivní těžbu jsou vzácné. Jsou nezbytné pro fungování moderní společnosti, tvoří neviditelnou sílu v motorech elektromobilů, větrných turbínách, obranných systémech a chytrých telefonech. Spojené státy jsou v současnosti silně závislé na zahraničních dodavatelských řetězcích, což vytváří geopolitické a národně bezpečnostní zranitelnosti. Řešení se skrývá v amerických skládkách uhlí, kde se nachází přibližně 2 miliardy tun popílku. Tento popílek, pokud je ponechán bez dozoru, může uvolňovat toxické chemikálie do podzemních vod. Uhlí přirozeně obsahuje stopová množství REE, které se po spálení koncentrují v popelu.

Konvenční těžba vzácných zemin je však náročná na energii a vyžaduje toxické, korozivní kyseliny, což často vytváří více znečištění, než řeší. Průlomová metoda Anuji Tripathi eliminuje potřebu agresivních chemikálií. Systém využívá recyklovatelnou, solí založenou „iontovou kapalinu“, která zůstává stabilní i za podmínek, kdy by se vodní chemie rozpadla. Tato kapalina funguje jako magnet, který z popela vytahuje vzácné zeminy. Následně vědci kapalinu vystaví elektrickému proudu, což způsobí, že se cenné prvky okamžitě shromáždí na sběrné ploše, odkud je lze seškrábnout. Kapalina je poté vyčištěna a znovu použita.

Proces je také vysoce nastavitelný; tým může cílit na konkrétní kovy úpravou napětí elektrického proudu. Při nízkém napětí systém izoluje neodym, klíčovou složku pro ultrapevné permanentní magnety používané v čisté energii. Počáteční laboratorní testy ukázaly, že systém úspěšně získal téměř polovinu dostupného neodymu. Laboratorní chemie je sice ověřena, ale nyní je výzvou škálování procesu, aby dokázal zpracovávat tuny odpadu komerčně. Pokud se to podaří, stejný elektrochemický proces by mohl být v budoucnu použit k těžbě vzácných prvků z vyřazených mobilních telefonů, starých baterií z elektromobilů a lékařského odpadu. Zjištění byla publikována v časopise Environmental Science and Technology.