Учените се научиха да извличат редкоземни метали от водорасли

Американски изследователи откриха нов начин за добив на благородни редкоземни метали.

Отбелязва се, че учените са се фокусирали върху водораслите, които съдържат редкоземни метални елементи в листоподобните си тъкани. След многобройни усилия, изследователски екип от Националната лаборатория на Тихоокеанския северозапад на САЩ успя да извлече критични минерали от биомасата на водораслите. 

По-специално, учените отглеждат няколко вида водорасли в кампуса Секуим и изследват различни методи за извличане на минерали от тях. Редкоземните елементи, особено неодимът, остават ключови компоненти в електронните устройства, превозните средства и сградите. Традиционно те се добиват от скали. 

„Океанът е най-големият източник на много от основните минерали, от които се нуждаем за високотехнологични приложения. Ако можем да използваме морска вода и да го правим отговорно, това би могло потенциално да създаде източник на основни материали“ — казва Майкъл Хюземан, главен изследовател по биоминно дело в лабораторията Sequim. 

Според изследователя на растения от лабораторията Секим, Скот Едмъндсън, морските водорасли са забележителни колекционери на минерали. И макар изследователите все още да не знаят точните причини за това, те са открили, че разпръснатите по бреговете водорасли могат да съдържат разнообразни важни минерали. В някои случаи концентрацията на тези минерали в морските водорасли е била повече от милион пъти по-висока, отколкото в морската вода. 

Изследователите са проучили различни видове водорасли, за да определят какви минерали могат да съдържат и в какви количества. Те са открили, че вид кожести кафяви водорасли, наречени Fucus, са особено добри в концентрирането на никел в тъканите си.

Междувременно, зелените листни водорасли Ulva, по-известни като морска маруля, са най-добри в концентрирането на няколко вида ценни минерали едновременно. След като тествали няколко метода, екипът от изследователи се спрял на процес, който първоначално показал много добри резултати. След като отгледали достатъчно водорасли, учените ги смляли в хомогенна маса и след това ги смесили с киселинна течност, която можела да разгради необходимия минерал.

Киселинни течности, известни като „луксивианти“, се използват в стандартните минни операции за извличане на минерали от скали. Когато паста от морски водорасли се смеси с луксивиант, pH на сместа се понижава (или се прави по-киселинна), което води до отделяне на целевия минерал от морските водорасли. Сместа е изложена и на високи температури, което може да помогне за разрушаване на химичните връзки.

Както отбелязва Майкъл Хюземан, първата цел на изследователския екип е да извлече поне 50% от критичните минерали от биомасата на морските водорасли. Това обаче се оказало много трудна задача. Изследователите експериментирали с различни излужващи агенти и температури и обработили сместа няколко пъти, за да извлекат колкото се може повече критични минерали.

Изследователите установили, че подобряването на метода на екстракция е само началото. За да направят такава екстракция печеливша, учените провеждат анализ на разходите и ползите. Преди това учените са сушили водораслите чрез нагряване. По-късно обаче са се отказали от това, за да пестят енергия.

Инфилтратите са друг разход, така че изследователите проучват възможността за използване на отпадъчни киселини от други процеси за извличане на минерали, като например повишаване на алкалността на океана. Екипът установил, че морските водорасли растат бързо и не изискват прясна вода, а след извличането на минералите, останалата биомаса може да бъде използвана повторно, например като суровина за биогорива или за производство на биобазирани продукти като пластмаси, строителни материали или дори лепила.