Ερευνητές στις Ηνωμένες Πολιτείες ανακάλυψαν έναν νέο τρόπο εξαγωγής σπάνιων γαιών. Επικεντρώθηκαν στα φύκια, τα οποία φιλοξενούν σπάνιες γαίες στους ιστούς τους που μοιάζουν με φύλλα. Μετά από πολλαπλές προσπάθειες, η ερευνητική ομάδα του Εθνικού Εργαστηρίου Βορειοδυτικού Ειρηνικού (PNNL) εξήγαγε με επιτυχία κρίσιμο ορυκτό περιεχόμενο από τη βιομάζα των φυκιών.
Μία μεγαλύτερη πηγή κρίσιμων ορυκτών
Καλλιεργούν διάφορα είδη στην πανεπιστημιούπολη Sequim και διερευνούν διαφορετικές μεθόδους εξαγωγής ορυκτών από φύκια. Τα στοιχεία σπάνιων γαιών, όπως το νεοδύμιο, είναι μερικά από τα πιο σημαντικά συστατικά σε ηλεκτρονικά είδη, οχήματα και κτίρια και παραδοσιακά εξορύσσονται υπόγεια.
«Ο ωκεανός είναι η μεγαλύτερη πηγή πολλών κρίσιμων ορυκτών που χρειαζόμαστε για εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας», δήλωσε ο Michael Huesemann, κύριος ερευνητής για το έργο βιοεξόρυξης στο εργαστήριο Sequim του PNNL στην πολιτεία της Ουάσινγκτον.
«Εάν είμαστε σε θέση να αξιοποιήσουμε το θαλασσινό νερό και να το κάνουμε με τρόπο που να είναι υπεύθυνος, αυτό ενδεχομένως επιτρέπει μια εγχώρια πηγή κρίσιμων υλικών».
Ο Scott Edmundson, ερευνητής βοτανολόγος στο εργαστήριο Sequim του PNNL, τόνισε επίσης ότι τα φύκια είναι φανταστικοί συλλέκτες ορυκτών.
Διαφορετικά είδη φυκιών
Ενώ οι ερευνητές εξακολουθούν να μην είναι σίγουροι για τους λόγους πίσω από αυτό, έχουν διαπιστώσει ότι τα είδη φυκιών που είναι διάσπαρτα κατά μήκος της ακτογραμμής μπορεί να περιέχουν διάφορα απαραίτητα μέταλλα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η συγκέντρωση αυτών των ορυκτών στα φύκια είναι περισσότερο από ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή που βρίσκεται στο νερό των ωκεανών. Για παράδειγμα, διαπίστωσαν ότι ένα δερματώδες καφέ είδος φυκιού που ονομάζεται Fucus είναι ιδιαίτερα καλό στη συγκέντρωση νικελίου στους ιστούς του.
Εν τω μεταξύ, ένα πράσινο, φυλλώδες φύκι που ονομάζεται Ulva φαίνεται καλύτερο στη βιοσυσσώρευση σπάνιων γαιών. Τελικά, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το Ulva (πιο γνωστό ως μαρούλι θαλάσσης) είναι το καλύτερο στη συγκέντρωση αρκετών κρίσιμων ορυκτών, σύμφωνα με δελτίο τύπου.
Η διαδικασία εκχύλισης
Αφού εφάρμοσαν αρκετές μεθόδους, οι ερευνητές βρήκαν μια διαδικασία που παρήγαγε καλά αρχικά αποτελέσματα. Αφού καλλιεργήσουν αρκετά φύκια, οι ερευνητές τα αλέθουν σε μια πάστα και στη συνέχεια τα αναμειγνύουν με ένα όξινο υγρό που μπορεί να διασπάσει οποιοδήποτε ορυκτό στοχεύουν.
Γνωστά ως «εκλυτικό», τα όξινα υγρά χρησιμοποιούνται στην τυπική εξόρυξη μεταλλευμάτων για την εξαγωγή ορυκτών από βράχο. Όταν η πάστα φυκιών αναμειγνύεται με το εκλυτικό, το pH του μείγματος μειώνεται (ή γίνεται πιο όξινο), προκαλώντας τη διάσπαση του ορυκτού στόχου από τα φύκια. Το μείγμα υποβάλλεται επίσης σε υψηλές θερμοκρασίες, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν στη διάσπαση των χημικών δεσμών, σύμφωνα με το δελτίο τύπου.
Ο Huesemann τόνισε επίσης ότι ο αρχικός βασικός στόχος είναι η εξαγωγή τουλάχιστον του 50% της κρίσιμης περιεκτικότητας σε ορυκτά από τη βιομάζα των φυκιών. Αυτό το έργο δεν έχει αποδειχθεί απλό. Οι ερευνητές πειραματίστηκαν με διαφορετικά εκλυτικά και διαφορετικές θερμοκρασίες και επεξεργάστηκαν το μείγμα πολλές φορές για να εξάγουν όσο το δυνατόν περισσότερο κρίσιμο ορυκτό.
Η τελειοποίηση της μεθόδου
Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα αποκάλυψε επίσης ότι η τελειοποίηση της μεθόδου εκχύλισης είναι μόνο η αρχή. Για να είναι η βιοεξόρυξη μια βιώσιμη διαδικασία, η ομάδα αναλύει επίσης το οικονομικό κόστος και τα οφέλη που σχετίζονται με τη διαδικασία.
Κάποια στιγμή, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν θερμότητα για να στεγνώσουν πρώτα τα δείγματα φυκιών, αλλά τώρα παραλείπουν αυτό το βήμα για εξοικονόμηση ενέργειας. Τα υγρά καθαρισμού αποτελούν ένα άλλο κόστος, επομένως οι ερευνητές διερευνούν τη χρήση οξέων αποβλήτων από άλλες διεργασίες, όπως η ενίσχυση της αλκαλικότητας των ωκεανών, για να βοηθήσουν στην εξαγωγή ορυκτών.
Η ομάδα αποκάλυψε ότι τα φύκια αναπτύσσονται γρήγορα και δεν χρειάζονται γλυκό νερό και μόλις εξαχθούν τα ορυκτά, η υπόλοιπη βιομάζα μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για χρήσεις όπως η πρώτη ύλη βιοκαυσίμων ή για βιολογικά προϊόντα όπως πλαστικά, δομικά υλικά ή ακόμα και κόλλες.
www.worldenergynews.gr
