• تحول الطاقة المتجددة سوف يتطلب الأمر كمية هائلة من المواد، وهناك مخاوف من أننا قد نواجه قريبًا نقصًا في بعض المعادن المهمة. يعتقد باحثون حكوميون أمريكيون أنه يمكننا استخدام النباتات لاستخراج هذه المعادن من جذورها.
يتم اعتماد التقنيات الخضراء مثل الطاقة الشمسية والمركبات الكهربائية بمعدل غير مسبوق، ولكن هذا يجهد أيضًا المجتمع سلاسل التوريد التي تدعمهم. وتشمل إحدى المجالات المثيرة للقلق بشكل خاص المعادن اللازمة لبناء البطاريات وتوربينات الرياح وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المتقدمة التي تعمل على تشغيل عملية انتقال الطاقة.
وقد لا نتمكن من الحفاظ على النمو المتوقع بالمعدلات الحالية لإنتاج العديد من هذه المعادن، مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل. ويتم الحصول على بعض هذه المعادن أيضًا من بلدان تثير عمليات التعدين فيها مخاوف خطيرة بشأن حقوق الإنسان أو المخاوف الجيوسياسية.
ولتنويع الإمدادات، تقدم وكالة الأبحاث الحكومية ARPA-E تمويلا بقيمة 10 ملايين دولار لاستكشاف عملية "التعدين النباتي"، حيث تستخدم أنواع معينة من النباتات لاستخراج معادن ثمينة من التربة من خلال جذورها. ويركز المشروع على النيكل أولاً، وهو معدن مهم للبطاريات، ولكن من الناحية النظرية، يمكن توسيعه ليشمل معادن أخرى.
"من أجل تحقيق الأهداف التي وضعها الرئيس بايدن لتحقيق أهدافنا في مجال الطاقة النظيفة، ودعم اقتصادنا وأمننا القومي، سيتطلب الأمر نهجًا شاملاً وحلولًا مبتكرة،" ARPA-E المخرج إيفلين وانغ وقال في بيان صحفي.
"من خلال استكشاف التعدين النباتي لاستخراج النيكل كأول مادة حرجة مستهدفة، تهدف ARPA-E إلى تحقيق نهج استخراج البصمة منخفض التكلفة وتنافسي من حيث التكلفة اللازم لدعم تحول الطاقة."
كان مفهوم التعدين النباتي موجودًا منذ فترة ويعتمد على فئة من النباتات تُعرف باسم "المتراكمات المفرطة". يمكن لهذه الأنواع امتصاص كمية كبيرة من المعدن من خلال جذورها وتخزينها في أنسجتها. يتضمن التعدين النباتي زراعة هذه النباتات في تربة تحتوي على مستويات عالية من المعادن، وحصاد النباتات وحرقها، ثم استخلاص المعادن من الرماد.
يركز مشروع ARPA-E، المعروف باسم Plant HYperaccumulators TO Mining التربة الغنية بالنيكل (PHYTOMINES)، على النيكل نظرًا لوجود العديد من المراكم المفرطة المعروفة بقدرتها على امتصاص المعدن. لكن العثور على أو إنشاء أنواع قادرة على استخراج المعدن اقتصاديًا في أمريكا الشمالية سيظل يمثل تحديًا كبيرًا.
أحد الأهداف الأساسية للمشروع هو تحسين كمية النيكل التي يمكن أن تحصل عليها هذه النباتات. وقد يشمل ذلك تربية النباتات أو تعديلها وراثيًا لتعزيز هذه السمات أو تغيير الميكروبيوم الخاص بالنباتات أو التربة المحيطة بها لتعزيز الامتصاص.
تريد الوكالة أيضًا الحصول على فهم أفضل للعوامل البيئية والاقتصادية التي يمكن أن تحدد مدى جدوى هذا النهج، مثل تأثير التركيب المعدني للتربة، وحالة ملكية الأراضي للمواقع الواعدة، والتكاليف مدى الحياة لعملية التعدين النباتي.
ولكن في حين أن الفكرة لا تزال في مرحلة غامضة، إلا أن هناك إمكانات كبيرة.
"في التربة التي تحتوي على ما يقرب من 5 في المائة من النيكل - وهي ملوثة جدًا - ستحصل على رماد يحتوي على حوالي 25 إلى 50 في المائة من النيكل بعد حرقها،" ديف ماكنير، عالم الكيمياء الجيولوجية الحيوية في جامعة كنتاكي، قال سلكي.
"بالمقارنة، عندما تقوم باستخراجه من الأرض، من الصخور، يحتوي على حوالي 02 بالمائة من النيكل. لذا فأنت أكبر بعدة مراتب من حيث التخصيب، كما أنها تحتوي على شوائب أقل بكثير.
وسيكون التعدين النباتي أيضًا أقل ضررًا على البيئة من التعدين التقليدي، ويمكن أن يساعد في معالجة التربة الملوثة بالمعادن حتى يمكن زراعتها بشكل أكثر تقليدية. وبينما ينصب التركيز حاليًا على النيكل، فمن الممكن أن يمتد هذا النهج ليشمل معادن ثمينة أخرى أيضًا.
سيكون التحدي الرئيسي هو العثور على نبات مناسب للمناخ الأمريكي وينمو بسرعة. وقال باتريك براون، عالم النبات في جامعة كاليفورنيا في ديفيس: "كانت المشكلة تاريخياً هي أنها ليست في كثير من الأحيان نباتات منتجة للغاية". سلكي. "ويكمن التحدي في ضرورة الحصول على تركيزات عالية من النيكل وكتلة حيوية عالية لتحقيق نتيجة مجدية ومجدية اقتصاديًا."
ومع ذلك، إذا تمكن الباحثون من حل هذه المشكلة، فقد يكون هذا النهج وسيلة واعدة لتعزيز إمدادات المعادن الحيوية اللازمة لدعم التحول إلى اقتصاد أكثر اخضرارًا.
حقوق الصورة: تراكم النيكل المفرط اليسوم أرجنتيوم / ديفيد ستانج عبر ويكيميديا كومنز
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/
