הפיכת קליפות ביצה לזהב גרין טק

קליפות ביצה זוהו כחומר ידידותי לסביבה פוטנציאלי להפקת יסודות אדמה נדירים הדרושים לטכנולוגיות אנרגיה ירוקה.

תגלית פיצוח עם פוטנציאל להשפיע משמעותית בהתאוששות בת-קיימא של יסודות אדמה נדירים (REEs) נעשתה על ידי צוות שיתופי של חוקרים. REEs זוכים לביקוש הולך וגובר לשימוש בטכנולוגיות אנרגיה ירוקה. הצוות מצא שפסולת קליפת ביצה צנועה יכולה לשחזר REEs ממים, ומציעה שיטה חדשה וידידותית לסביבה להפקתן.

החוקרים, מבית הספר למדעי הטבע של טריניטי קולג' בדבלין, ו-iCRAG, מרכז המחקר של קרן המדע אירלנד במדעי הגיאוגרפיה היישומיים, פרסמו את הממצאים פורצי הדרך שלהם ב-4 ביוני בכתב העת הבינלאומי אומגה ACS.

אתגרי ביקוש והיצע עבור אלמנטים נדירים של כדור הארץ

REEs, החיוניים לטכנולוגיות המשמשות במכוניות חשמליות ובטורבינות רוח, למשל, נמצאות בביקוש הולך וגובר אך במחסור יחסית. כתוצאה מכך, על המדענים למצוא דרכים חדשות להפיק אותם מהסביבה – ובדרכים בנות קיימא, כאשר השיטות הנוכחיות לרוב מזיקות.

כאן, החוקרים גילו שסידן פחמתי (קלציט) בקליפות ביצים יכול לספוג ולהפריד ביעילות את ה-REEs יקרי הערך הללו מהמים.

שיטות ניסוי והשפעות טמפרטורה על שחזור REE

החוקרים הניחו קליפות ביצים בתמיסות המכילות REE בטמפרטורות שונות מ-25 מעלות צלזיוס נעימות ועד ל-205 מעלות צלזיוס לוהטות, ולמשך פרקי זמן שונים של עד שלושה חודשים. הם גילו שהיסודות יכולים להיכנס לקליפות הביצים באמצעות דיפוזיה לאורך גבולות הקלציט והמטריצה ​​האורגנית, ובטמפרטורות גבוהות יותר, שכדור הארץ הנדיר בנה מינרלים חדשים על פני קליפת הביצה.

בטמפרטורה של 90 מעלות צלזיוס, פני קליפת הביצה סייעו לשחזר תצורות של תרכובת אדמה נדירה בשם קוזוייט. ככל שהדברים התחממו, קליפות הביצים עברו טרנספורמציה מוחלטת כאשר קליפות הקלציט נמסו והוחלפו בקוזואיט רב גבישי. ובטמפרטורה הגבוהה ביותר של 205 מעלות צלזיוס, מינרל זה עבר בהדרגה ל-bastnasite, מינרל הפחמתי האדמה הנדיר היציב המשמש את התעשייה למיצוי REEs ליישומי טכנולוגיה.

ההשפעה וההשלכות של המחקר

שיטה חדשנית זו מציעה שניתן להשתמש מחדש בקליפות ביצים של פסולת כחומר זול וידידותי לסביבה כדי לעזור לעמוד בביקוש הגובר ל-REES, שכן קליפות הביצים לוכדות כדורי אדמה נדירים שונים במבנה שלהם לאורך זמן.

המחבר הראשי ד"ר רמי רטו התייחס למשמעות המחקר, וקבע, "מחקר זה מציג שימוש חדשני פוטנציאלי בחומר פסולת שאינו רק מציע פתרון בר-קיימא לבעיית שחזור יסודות אדמה נדירים אלא גם מתיישב עם עקרונות המעגליות. שוויון כלכלה ופסולת".

החוקר הראשי, פרופ' חואן דייגו רודריגז-בלנקו, הדגיש את ההשלכות הרחבות יותר של הממצאים, והוסיף: "על ידי הפיכת פסולת קליפת ביצה למשאב בעל ערך להשבת אדמה נדירה, אנו מתייחסים לחששות סביבתיים קריטיים הקשורים לשיטות מיצוי מסורתיות ותורמים לפיתוח. של טכנולוגיות ירוקות יותר".

העבודה נערכה במחלקה לגיאולוגיה בבית הספר למדעי הטבע, טריניטי. iCRAG (המרכז האירי למחקר במדעי הגיאוגרפיה השימושיים) הוא מרכז SFI המוקדש לקידום מחקר מדעי הגיאוגרפי עם התמקדות בניהול משאבים בר-קיימא והגנת הסביבה.