Połączenia przejście na energię odnawialną będzie wymagać ogromnej ilości materiałów i istnieją obawy, że wkrótce możemy stanąć w obliczu niedoborów niektórych metali krytycznych. Naukowcy rządowi USA uważają, że moglibyśmy przy pomocy lin pozyskiwać rośliny, aby wydobywać te metale za pomocą ich korzeni.

Zielone technologie, takie jak energia słoneczna i pojazdy elektryczne, są wdrażane w niespotykanym dotąd tempie, ale to również stanowi obciążenie dla środowiska obsługujących je łańcuchów dostaw. Jednym z obszarów budzących szczególne obawy są metale potrzebne do budowy akumulatorów, turbin wiatrowych i innych zaawansowanych urządzeń elektronicznych napędzających transformację energetyczną.

Możemy nie być w stanie utrzymać prognozowanego wzrostu przy obecnym tempie produkcji wielu z tych minerałów, takich jak lit, kobalt i nikiel. Niektóre z tych metali pochodzą również z krajów, których działalność wydobywcza budzi poważne obawy dotyczące praw człowieka lub geopolityczne.

Aby zdywersyfikować dostawy, rządowa agencja badawcza ARPA-E oferuje finansowanie w wysokości 10 milionów dolarów na badanie „fitominacji”, polegającej na wykorzystywaniu określonych gatunków roślin do wydobywania cennych metali z gleby poprzez korzenie. Projekt koncentruje się najpierw na niklu, kluczowym metalu akumulatorowym, ale teoretycznie można go rozszerzyć na inne minerały.

„Aby osiągnąć cele wyznaczone przez prezydenta Bidena, czyli osiągnąć nasze cele w zakresie czystej energii oraz wesprzeć naszą gospodarkę i bezpieczeństwo narodowe, konieczne będzie przyjęcie wszechstronnego podejścia i innowacyjnych rozwiązań” – ARPA-E reżyserka Evelyn Wang powiedział w komunikacie prasowym.

„Badanie fitominacji w celu ekstrakcji niklu jako pierwszego docelowego materiału o krytycznym znaczeniu, ARPA-E ma na celu opracowanie konkurencyjnego kosztowo i niskoemisyjnego podejścia do ekstrakcji, niezbędnego do wspierania transformacji energetycznej”.

Koncepcja fitominowania istnieje już od jakiegoś czasu i opiera się na klasie roślin znanych jako „hiperakumulatory”. Gatunki te mogą wchłaniać duże ilości metalu przez korzenie i magazynować go w tkankach. Fitominowanie polega na uprawie tych roślin na glebach o dużej zawartości metali, zbieraniu i spalaniu roślin, a następnie ekstrakcji metali z popiołu.

Projekt ARPA-E, znany jako Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), koncentruje się na niklu, ponieważ istnieje już wiele hiperakumulatorów pochłaniających metal. Jednak znalezienie lub stworzenie gatunków zdolnych do ekonomicznego wydobywania metalu w Ameryce Północnej nadal będzie poważnym wyzwaniem.

Jednym z głównych celów projektu jest optymalizacja ilości niklu, jaką mogą przyjąć te rośliny. Może to obejmować hodowlę lub modyfikację genetyczną roślin w celu wzmocnienia tych cech lub zmianę mikrobiomu roślin lub otaczającej gleby w celu zwiększenia wchłaniania.

Agencja chce także lepiej zrozumieć czynniki środowiskowe i ekonomiczne, które mogą określić wykonalność tego podejścia, takie jak wpływ składu mineralnego gleby, status własności gruntów w obiecujących lokalizacjach oraz koszty eksploatacji fitominacji w całym cyklu życia.

Choć pomysł jest wciąż na niejasnym etapie, kryje w sobie znaczny potencjał.

„W glebie zawierającej około 5 procent niklu – która jest dość zanieczyszczona – po spaleniu powstanie popiół zawierający około 25–50 procent niklu” – Dave McNear, biogeochemik z Uniwersytetu Kentucky, powiedział Przewodowa.

„Dla porównania tam, gdzie wydobywa się go z ziemi, ze skał, zawiera on około 02 procent niklu. Zatem wzbogacenie jest o kilka rzędów wielkości większe i zawiera znacznie mniej zanieczyszczeń.

Fitominowanie byłoby również znacznie mniej szkodliwe dla środowiska niż tradycyjne wydobycie i mogłoby pomóc w rekultywacji gleby zanieczyszczonej metalami, dzięki czemu można by ją uprawiać w bardziej konwencjonalny sposób. Chociaż obecnie skupiamy się na niklu, podejście to można rozszerzyć również na inne cenne metale.

Głównym wyzwaniem będzie znalezienie rośliny odpowiedniej dla amerykańskiego klimatu, która szybko rośnie. „Problem polegał na tym, że w przeszłości nie były to zbyt produktywne rośliny” – powiedział Patrick Brown, naukowiec zajmujący się roślinami na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis. Przewodowa. „Wyzwaniem jest wysokie stężenie niklu i duża biomasa, aby osiągnąć znaczący, ekonomicznie opłacalny wynik”.

Jeśli jednak naukowcom uda się kwadraturować koło, podejście to może okazać się obiecującym sposobem na zwiększenie dostaw kluczowych minerałów potrzebnych do wsparcia przejścia na bardziej ekologiczną gospodarkę.

Źródło zdjęcia: Hiperakumulator niklowy Alyssum argenteum / David Stang za pośrednictwem Wikimedia Commons

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/