A transição de energia renovável exigirá uma enorme quantidade de materiais e há receios de que em breve possamos enfrentar escassez de alguns metais críticos. Pesquisadores do governo dos EUA acham que poderíamos amarrar plantas para extrair esses metais com suas raízes.

Tecnologias verdes como a energia solar e os veículos eléctricos estão a ser adoptadas a um ritmo sem precedentes, mas isto também está a sobrecarregar a economia. cadeias de abastecimento que os apoiam. Uma área de particular preocupação inclui os metais necessários para construir baterias, turbinas eólicas e outros produtos eletrónicos avançados que estão a alimentar a transição energética.

Poderemos não ser capazes de sustentar o crescimento projectado às actuais taxas de produção de muitos destes minerais, como o lítio, o cobalto e o níquel. Alguns destes metais também são provenientes de países cujas operações mineiras suscitam sérias preocupações geopolíticas ou de direitos humanos.

Para diversificar os fornecimentos, a agência de investigação governamental ARPA-E está a oferecer 10 milhões de dólares em financiamento para explorar a “fitominização”, na qual certas espécies de plantas são utilizadas para extrair metais valiosos do solo através das suas raízes. O projeto está se concentrando primeiro no níquel, um metal crítico para baterias, mas, em teoria, poderia ser expandido para outros minerais.

“Para cumprir as metas estabelecidas pelo presidente Biden para cumprir nossas metas de energia limpa e apoiar nossa economia e segurança nacional, será necessária [uma] abordagem prática e soluções inovadoras”, ARPA-E diretora Evelyn Wang disse em um comunicado de imprensa.

“Ao explorar a fitomineração para extrair níquel como o primeiro material crítico alvo, a ARPA-E visa alcançar uma abordagem de extração com custo competitivo e baixa pegada de carbono, necessária para apoiar a transição energética.”

O conceito de fitomineração já existe há algum tempo e depende de uma classe de plantas conhecidas como “hiperacumuladores”. Essas espécies podem absorver grande quantidade de metal pelas raízes e armazená-lo nos tecidos. A fitomineração envolve o cultivo dessas plantas em solos com altos níveis de metais, a colheita e queima das plantas e, em seguida, a extração dos metais das cinzas.

O projeto ARPA-E, conhecido como Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), está se concentrando no níquel porque já existem muitos hiperacumuladores conhecidos por absorver o metal. Mas encontrar, ou criar, espécies capazes de extrair economicamente o metal na América do Norte ainda será um desafio significativo.

Um dos principais objetivos do projeto é otimizar a quantidade de níquel que essas plantas podem absorver. Isso pode envolver a criação ou a modificação genética de plantas para melhorar essas características ou a alteração do microbioma das plantas ou do solo circundante para aumentar a absorção.

A agência também pretende obter uma melhor compreensão dos factores ambientais e económicos que podem determinar a viabilidade da abordagem, tais como o impacto da composição mineral do solo, o estatuto de propriedade da terra de locais promissores e os custos ao longo da vida de uma operação de fitomineração.

Mas embora a ideia ainda esteja numa fase nebulosa, existe um potencial considerável.

“Em solo que contém cerca de 5% de níquel – que está bastante contaminado – você obterá uma cinza com cerca de 25 a 50% de níquel depois de queimada”, Dave McNear, biogeoquímico da Universidade de Kentucky, disse Wired.

“Em comparação, onde você extrai do solo, da rocha, isso contém cerca de 02% de níquel. Portanto, você tem várias ordens de magnitude maior em enriquecimento e tem muito menos impurezas.”

A fitomineração também seria muito menos prejudicial ao ambiente do que a mineração tradicional e poderia ajudar a remediar solos poluídos com metais para que pudessem ser cultivados de forma mais convencional. Embora o foco esteja atualmente no níquel, a abordagem também poderia ser estendida a outros metais valiosos.

O principal desafio será encontrar uma planta adequada aos climas americanos e que cresça rapidamente. “O problema tem sido historicamente que muitas vezes não são plantas muito produtivas”, disse Patrick Brown, cientista de plantas da Universidade da Califórnia, Davis. Wired. “E o desafio é que é preciso ter altas concentrações de níquel e alta biomassa para alcançar um resultado significativo e economicamente viável.”

Ainda assim, se os investigadores conseguirem quadrar esse círculo, a abordagem poderá ser uma forma promissora de aumentar o fornecimento dos minerais essenciais necessários para apoiar a transição para uma economia mais verde.

Crédito da imagem: hiperacumulador de níquel Alyssum argenteum/ David Stang via Wikimedia Commons

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