De duurzame energietransitie hiervoor zal een enorme hoeveelheid materialen nodig zijn, en er bestaat de vrees dat we binnenkort te maken zullen krijgen met tekorten aan enkele cruciale metalen. Onderzoekers van de Amerikaanse overheid denken dat we planten kunnen binnenhalen om deze metalen met hun wortels te delven.

Groene technologieën zoals zonne-energie en elektrische voertuigen worden in een ongekend tempo toegepast, maar dit zet ook de economie onder druk toeleveringsketens die hen ondersteunen. Een gebied van bijzonder belang zijn de metalen die nodig zijn voor het bouwen van batterijen, windturbines en andere geavanceerde elektronica die de energietransitie mogelijk maken.

Het is mogelijk dat we de verwachte groei van veel van deze mineralen, zoals lithium, kobalt en nikkel, niet kunnen volhouden bij het huidige productietempo. Sommige van deze metalen zijn ook afkomstig uit landen waarvan de mijnbouwactiviteiten aanleiding geven tot ernstige mensenrechten- of geopolitieke zorgen.

Om het aanbod te diversifiëren biedt het overheidsonderzoeksbureau ARPA-E 10 miljoen dollar aan financiering voor onderzoek naar ‘fytomining’, waarbij bepaalde plantensoorten worden gebruikt om via hun wortels waardevolle metalen uit de bodem te halen. Het project richt zich eerst op nikkel, een kritisch batterijmetaal, maar in theorie zou het kunnen worden uitgebreid naar andere mineralen.

“Om de doelen te bereiken die president Biden heeft gesteld om onze doelstellingen op het gebied van schone energie te halen en onze economie en nationale veiligheid te ondersteunen, is er een aanpak van alle hens aan dek en innovatieve oplossingen nodig”, aldus ARPA-E. regisseur Evelyn Wang zei in een persbericht.

“Door fytomining te onderzoeken om nikkel te extraheren als het eerste kritische materiaal, streeft ARPA-E naar een kostenconcurrerende en koolstofarme extractieaanpak die nodig is om de energietransitie te ondersteunen.”

Het concept van fytomining bestaat al een tijdje en is gebaseerd op een klasse planten die bekend staat als ‘hyperaccumulatoren’. Deze soorten kunnen via hun wortels een grote hoeveelheid metaal opnemen en opslaan in hun weefsels. Bij fytomining worden deze planten gekweekt in bodems met een hoog gehalte aan metalen, waarna de planten worden geoogst en verbrand, en vervolgens de metalen uit de as worden gehaald.

Het ARPA-E-project, bekend als Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), richt zich op nikkel omdat er al veel hyperaccumulators bekend zijn die het metaal absorberen. Maar het vinden of creëren van soorten die het metaal in Noord-Amerika economisch kunnen winnen, zal nog steeds een aanzienlijke uitdaging zijn.

Een van de belangrijkste doelstellingen van het project is het optimaliseren van de hoeveelheid nikkel die deze planten kunnen opnemen. Dit kan het kweken of genetisch modificeren van planten inhouden om deze eigenschappen te verbeteren, of het veranderen van het microbioom van de planten of de omringende grond om de opname te stimuleren.

Het agentschap wil ook een beter inzicht krijgen in de ecologische en economische factoren die de levensvatbaarheid van de aanpak kunnen bepalen, zoals de impact van de bodemmineraalsamenstelling, de landeigendomsstatus van veelbelovende locaties en de levensduurkosten van een fytomijnoperatie.

Maar hoewel het idee zich nog in een vaag stadium bevindt, is er een aanzienlijk potentieel.

“In grond die grofweg 5 procent nikkel bevat – en dat is behoorlijk vervuild – krijg je een as die voor ongeveer 25 tot 50 procent uit nikkel bestaat nadat je deze hebt verbrand”, zegt Dave McNear, een biogeochemicus aan de Universiteit van Kentucky. vertelde Bedraad.

“Ter vergelijking: als je het uit de grond haalt, uit gesteente, bevat dat ongeveer 02 procent nikkel. Je bent dus een aantal ordes van grootte groter in verrijking, en het bevat veel minder onzuiverheden.”

Fytomining zou ook veel minder schadelijk zijn voor het milieu dan traditionele mijnbouw, en het zou kunnen helpen de met metalen vervuilde grond te saneren, zodat deze op meer conventionele wijze kan worden bewerkt. Hoewel de focus momenteel op nikkel ligt, zou de aanpak ook kunnen worden uitgebreid naar andere waardevolle metalen.

De grootste uitdaging zal het vinden van een plant zijn die geschikt is voor Amerikaanse klimaten en snel groeit. “Het probleem is van oudsher dat het niet vaak erg productieve planten zijn,” vertelde Patrick Brown, plantenwetenschapper aan de Universiteit van Californië, Davis. Bedraad. "En de uitdaging is dat je hoge concentraties nikkel en een hoge biomassa moet hebben om een ​​betekenisvol, economisch haalbaar resultaat te bereiken."

Maar als onderzoekers die cirkel kunnen vierkant maken, zou de aanpak een veelbelovende manier kunnen zijn om de aanvoer van de cruciale mineralen die nodig zijn om de transitie naar een groenere economie te ondersteunen, te vergroten.

Beeldcredits: nikkel-hyperaccumulator Alyssum argenteum / David Stang via Wikimedia Commons

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/