พื้นที่ การเปลี่ยนแปลงพลังงานทดแทน จะต้องใช้วัสดุจำนวนมาก และมีความกังวลว่าเราอาจเผชิญกับการขาดแคลนโลหะที่สำคัญบางชนิดในไม่ช้า นักวิจัยของรัฐบาลสหรัฐฯ คิดว่าเราสามารถผูกพืชเพื่อขุดหาโลหะเหล่านี้ได้จากรากของมัน
เทคโนโลยีสีเขียว เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และยานพาหนะไฟฟ้า ถูกนำมาใช้ในอัตราที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน แต่ก็สร้างความตึงเครียดเช่นกัน ห่วงโซ่อุปทานที่สนับสนุนพวกเขา- ประเด็นที่น่ากังวลเป็นพิเศษประการหนึ่ง ได้แก่ โลหะที่จำเป็นต่อการผลิตแบตเตอรี่ กังหันลม และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงอื่นๆ ที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน
เราอาจไม่สามารถรักษาการเติบโตที่คาดการณ์ไว้ในอัตราปัจจุบันของการผลิตแร่ธาตุหลายชนิดเหล่านี้ เช่น ลิเธียม โคบอลต์ และนิกเกิล โลหะเหล่านี้บางส่วนยังมาจากประเทศที่การทำเหมืองก่อให้เกิดปัญหาด้านสิทธิมนุษยชนอย่างร้ายแรงหรือข้อกังวลทางภูมิรัฐศาสตร์
เพื่อกระจายอุปทาน หน่วยงานวิจัยของรัฐบาล ARPA-E เสนอเงินทุน 10 ล้านดอลลาร์เพื่อสำรวจ "phytomining" ซึ่งพืชบางชนิดใช้ในการสกัดโลหะอันมีค่าจากดินผ่านทางราก โครงการนี้มุ่งเน้นไปที่นิกเกิลเป็นอันดับแรก ซึ่งเป็นโลหะแบตเตอรี่ที่สำคัญ แต่ในทางทฤษฎีแล้ว มันสามารถขยายไปสู่แร่ธาตุอื่นๆ ได้
“เพื่อที่จะบรรลุเป้าหมายที่ประธานาธิบดีไบเดนวางไว้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านพลังงานสะอาดของเรา และสนับสนุนเศรษฐกิจและความมั่นคงของชาติ เราจะต้องใช้แนวทางและโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมแบบลงมือปฏิบัติจริงทุกด้าน” ARPA-E ผู้กำกับเอเวลิน หวัง กล่าวในการแถลงข่าว.
“ด้วยการสำรวจไฟโตไมน์นิ่งเพื่อสกัดนิกเกิลเป็นวัสดุสำคัญเป้าหมายแรก ARPA-E ตั้งเป้าที่จะบรรลุแนวทางการสกัดรอยเท้าคาร์บอนต่ำที่คุ้มค่าและแข่งขันได้ซึ่งจำเป็นต่อการสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงพลังงาน”
แนวคิดของไฟโตไมนิ่งมีมาระยะหนึ่งแล้วและอาศัยพืชประเภทหนึ่งที่เรียกว่า “ไฮเปอร์แอคคิวมูเลเตอร์” สายพันธุ์เหล่านี้สามารถดูดซับโลหะจำนวนมากผ่านรากและเก็บไว้ในเนื้อเยื่อของพวกมัน ไฟโตไมน์นิ่งเกี่ยวข้องกับการปลูกพืชเหล่านี้ในดินที่มีโลหะอยู่ในระดับสูง การเก็บเกี่ยวและการเผาพืช จากนั้นจึงแยกโลหะออกจากเถ้า
โครงการ ARPA-E หรือที่รู้จักในชื่อ Plant HYperaccumulators TO Mine Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES) กำลังมุ่งเน้นไปที่นิกเกิล เนื่องจากมีสารเร่งการสะสมมากเกินไปหลายตัวที่ทราบกันว่าดูดซับโลหะได้ แต่การค้นหาหรือการสร้างสายพันธุ์ที่สามารถขุดโลหะในอเมริกาเหนือได้อย่างประหยัดจะยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ
หนึ่งในเป้าหมายหลักของโครงการคือการเพิ่มประสิทธิภาพปริมาณนิกเกิลที่พืชเหล่านี้สามารถรับได้ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์หรือการดัดแปลงพันธุกรรมพืชเพื่อเพิ่มลักษณะเหล่านี้ หรือการเปลี่ยนแปลงไมโครไบโอมของพืชหรือดินโดยรอบเพื่อเพิ่มการดูดซึม
หน่วยงานยังต้องการได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจที่สามารถกำหนดความเป็นไปได้ของแนวทางดังกล่าว เช่น ผลกระทบขององค์ประกอบแร่ธาตุในดิน สถานะการเป็นเจ้าของที่ดินของไซต์ที่มีแนวโน้ม และต้นทุนตลอดอายุการใช้งานของการดำเนินการ phytomining
แต่ในขณะที่แนวคิดนี้ยังอยู่ในขั้นคลุมเครือ แต่ก็มีศักยภาพมาก
“ในดินที่มีนิกเกิลประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งค่อนข้างมีการปนเปื้อน คุณจะได้เถ้าที่มีนิกเกิลประมาณ 25 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ หลังจากที่คุณเผามันทิ้ง” Dave McNear นักชีวธรณีเคมีจากมหาวิทยาลัยเคนตักกี้ บอก มีสาย.
“ในการเปรียบเทียบ โดยที่คุณขุดมันจากพื้นดิน จากหิน ซึ่งมีนิกเกิลประมาณ .02 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นคุณจึงยิ่งใหญ่กว่าหลายเท่าในด้านการตกแต่ง และมีสิ่งเจือปนน้อยกว่ามาก”
ไฟโตไมน์ยังสร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าการทำเหมืองแบบดั้งเดิม และสามารถช่วยฟื้นฟูดินที่ปนเปื้อนด้วยโลหะ เพื่อให้สามารถเพาะปลูกได้ตามธรรมเนียมมากขึ้น แม้ว่าปัจจุบันจะมุ่งเน้นไปที่นิกเกิล แต่แนวทางนี้สามารถขยายไปยังโลหะมีค่าอื่นๆ ได้เช่นกัน
ความท้าทายหลักคือการหาพืชที่เหมาะกับสภาพอากาศของอเมริกาที่เติบโตอย่างรวดเร็ว “ปัญหาเกิดขึ้นในอดีตว่าพวกมันไม่ใช่พืชที่ให้ผลผลิตมากนัก” แพทริค บราวน์ นักวิทยาศาสตร์ด้านพืชจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส กล่าว มีสาย- “และความท้าทายก็คือคุณต้องมีนิกเกิลและชีวมวลที่มีความเข้มข้นสูงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีความหมายและคุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจ”
อย่างไรก็ตาม หากนักวิจัยสามารถจัดวางวงกลมนั้นได้ แนวทางนี้อาจเป็นวิธีที่มีแนวโน้มในการเพิ่มปริมาณแร่ธาตุสำคัญที่จำเป็นต่อการสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงสู่เศรษฐกิจที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เครดิตรูปภาพ: เครื่องสะสมนิกเกิล อลิสซัม อาร์เจนเทียม / เดวิด สตาง ผ่านวิกิมีเดียคอมมอนส์
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/
