La transition vers les énergies renouvelables cela nécessitera une énorme quantité de matériaux, et l’on craint que nous soyons bientôt confrontés à des pénuries de certains métaux critiques. Des chercheurs du gouvernement américain pensent que nous pourrions installer des plantes pour extraire ces métaux grâce à leurs racines.

Les technologies vertes comme l’énergie solaire et les véhicules électriques sont adoptées à un rythme sans précédent, mais cela met également à rude épreuve le les chaînes d’approvisionnement qui les soutiennent. Un domaine particulièrement préoccupant concerne les métaux nécessaires à la construction de batteries, d’éoliennes et d’autres appareils électroniques avancés qui alimentent la transition énergétique.

Nous ne serons peut-être pas en mesure de soutenir la croissance projetée aux taux actuels de production de bon nombre de ces minéraux, tels que le lithium, le cobalt et le nickel. Certains de ces métaux proviennent également de pays dont les opérations minières soulèvent de graves préoccupations en matière de droits de l’homme ou géopolitiques.

Afin de diversifier les approvisionnements, l'agence gouvernementale de recherche ARPA-E offre un financement de 10 millions de dollars pour explorer le « phytominage », dans lequel certaines espèces de plantes sont utilisées pour extraire des métaux précieux du sol à travers leurs racines. Le projet se concentre d’abord sur le nickel, un métal essentiel pour les batteries, mais en théorie, il pourrait être étendu à d’autres minéraux.

"Afin d'atteindre les objectifs fixés par le président Biden pour atteindre nos objectifs en matière d'énergie propre et soutenir notre économie et notre sécurité nationale, il faudra [une] approche participative et des solutions innovantes", ARPA-E la réalisatrice Evelyn Wang a déclaré dans un communiqué de presse.

« En explorant l’exploitation phytominière pour extraire le nickel comme premier matériau critique cible, l’ARPA-E vise à parvenir à une approche d’extraction rentable et à faible empreinte carbone, nécessaire pour soutenir la transition énergétique. »

Le concept de phytomining existe depuis un certain temps et s’appuie sur une classe de plantes appelées « hyperaccumulatrices ». Ces espèces peuvent absorber une grande quantité de métal par leurs racines et la stocker dans leurs tissus. Le phytominage consiste à cultiver ces plantes dans des sols riches en métaux, à récolter et à brûler les plantes, puis à extraire les métaux des cendres.

Le projet ARPA-E, connu sous le nom de Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), se concentre sur le nickel car il existe déjà de nombreux hyperaccumulateurs connus pour absorber le métal. Mais trouver ou créer des espèces capables d’exploiter économiquement le métal en Amérique du Nord restera un défi de taille.

L’un des principaux objectifs du projet est d’optimiser la quantité de nickel que ces plantes peuvent absorber. Cela pourrait impliquer la sélection ou la modification génétique de plantes pour améliorer ces caractéristiques ou la modification du microbiome des plantes ou du sol environnant pour stimuler l’absorption.

L'agence souhaite également mieux comprendre les facteurs environnementaux et économiques qui pourraient déterminer la viabilité de l'approche, tels que l'impact de la composition minérale du sol, le statut de propriété foncière des sites prometteurs et les coûts sur la durée de vie d'une opération de phytominage.

Mais même si l’idée en est encore à un stade nébuleux, le potentiel est considérable.

"Dans un sol qui contient environ 5 pour cent de nickel - et qui est assez contaminé - vous obtiendrez des cendres contenant environ 25 à 50 pour cent de nickel après les avoir brûlées", Dave McNear, biogéochimiste à l'Université du Kentucky. dit Câble.

« En comparaison, là où vous l’exploitez à partir du sol, à partir de la roche, il contient environ 02 % de nickel. Vous êtes donc enrichi de plusieurs ordres de grandeur, et il contient beaucoup moins d’impuretés.

Le phytominage serait également beaucoup moins dommageable pour l’environnement que l’exploitation minière traditionnelle et pourrait aider à assainir les sols pollués par des métaux afin que ceux-ci puissent être cultivés de manière plus conventionnelle. Si l’accent est actuellement mis sur le nickel, l’approche pourrait également être étendue à d’autres métaux précieux.

Le principal défi sera de trouver une plante adaptée aux climats américains et à croissance rapide. "Historiquement, le problème est qu'elles ne sont pas souvent des plantes très productives", a déclaré Patrick Brown, spécialiste des plantes à l'Université de Californie à Davis. Câble. "Et le défi est qu'il faut disposer de concentrations élevées de nickel et d'une biomasse élevée pour obtenir un résultat significatif et économiquement viable."

Néanmoins, si les chercheurs parviennent à résoudre la quadrature du cercle, cette approche pourrait constituer un moyen prometteur d’augmenter l’approvisionnement en minéraux essentiels nécessaires à la transition vers une économie plus verte.

Crédit image : Hyperaccumulateur de nickel Alyssum argenteum / David Stang via Wikimedia Commons

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• La source: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/