Sản phẩm chuyển đổi năng lượng tái tạo sẽ cần một lượng nguyên liệu khổng lồ và có những lo ngại rằng chúng ta có thể sớm phải đối mặt với tình trạng thiếu một số kim loại quan trọng. Các nhà nghiên cứu của chính phủ Hoa Kỳ nghĩ rằng chúng ta có thể buộc thực vật vào để khai thác những kim loại này bằng rễ của chúng.

Các công nghệ xanh như năng lượng mặt trời và xe điện đang được áp dụng với tốc độ chưa từng thấy, nhưng điều này cũng đang gây căng thẳng cho nền kinh tế. chuỗi cung ứng hỗ trợ họ. Một lĩnh vực được đặc biệt quan tâm bao gồm các kim loại cần thiết để chế tạo pin, tua-bin gió và các thiết bị điện tử tiên tiến khác đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng.

Chúng ta có thể không duy trì được mức tăng trưởng dự kiến ​​với tốc độ sản xuất hiện tại của nhiều loại khoáng sản này, chẳng hạn như lithium, coban và niken. Một số kim loại này cũng có nguồn gốc từ các quốc gia có hoạt động khai thác gây ra những lo ngại nghiêm trọng về nhân quyền hoặc địa chính trị.

Để đa dạng hóa nguồn cung cấp, cơ quan nghiên cứu ARPA-E của chính phủ đang tài trợ 10 triệu USD để khám phá “phytomining”, trong đó một số loài thực vật nhất định được sử dụng để chiết xuất kim loại có giá trị từ đất thông qua rễ của chúng. Dự án trước tiên tập trung vào niken, một kim loại pin quan trọng, nhưng về mặt lý thuyết, nó có thể được mở rộng sang các khoáng sản khác.

“Để hoàn thành các mục tiêu do Tổng thống Biden đặt ra nhằm đáp ứng các mục tiêu năng lượng sạch của chúng ta, đồng thời hỗ trợ nền kinh tế và an ninh quốc gia của chúng ta, cần có [một] cách tiếp cận toàn diện và các giải pháp đổi mới,” ARPA-E đạo diễn Evelyn Wang cho biết trong một thông cáo báo chí.

“Bằng cách khám phá phương pháp khai thác phytomining để chiết xuất niken làm vật liệu quan trọng mục tiêu đầu tiên, ARPA-E đặt mục tiêu đạt được phương pháp khai thác lượng khí thải carbon thấp và cạnh tranh về chi phí cần thiết để hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng.”

Khái niệm khai thác phytomining đã xuất hiện được một thời gian và dựa trên một loại thực vật được gọi là “thực vật siêu tích lũy”. Những loài này có thể hấp thụ một lượng lớn kim loại qua rễ và lưu trữ trong các mô của chúng. Phytomining liên quan đến việc trồng những loại cây này trong đất có hàm lượng kim loại cao, thu hoạch và đốt cây, sau đó chiết xuất kim loại từ tro.

Dự án ARPA-E, còn được gọi là Máy siêu tích lũy thực vật ĐẾN Đất giàu Niken (PHYTOMINES), đang tập trung vào niken vì đã có nhiều loại siêu tích lũy được biết là có khả năng hấp thụ kim loại. Nhưng việc tìm kiếm hoặc tạo ra những loài có khả năng khai thác kim loại một cách kinh tế ở Bắc Mỹ vẫn sẽ là một thách thức đáng kể.

Một trong những mục tiêu chính của dự án là tối ưu hóa lượng niken mà những cây này có thể hấp thụ. Điều này có thể liên quan đến việc nhân giống hoặc biến đổi gen để tăng cường những đặc điểm này hoặc thay đổi hệ vi sinh vật của cây hoặc đất xung quanh để tăng cường khả năng hấp thụ.

Cơ quan này cũng muốn hiểu rõ hơn về các yếu tố môi trường và kinh tế có thể quyết định khả năng tồn tại của phương pháp này, chẳng hạn như tác động của thành phần khoáng chất trong đất, tình trạng sở hữu đất của các địa điểm đầy hứa hẹn và chi phí trọn đời của hoạt động khai thác phytomining.

Nhưng mặc dù ý tưởng vẫn còn ở giai đoạn mơ hồ nhưng nó có tiềm năng đáng kể.

“Trong đất chứa khoảng 5% niken - khá bị ô nhiễm - bạn sẽ thu được tro có chứa khoảng 25 đến 50% niken sau khi đốt cháy nó”, Dave McNear, nhà hóa sinh học tại Đại học Kentucky, cho biết. nói với Có dây.

“Để so sánh, nơi bạn khai thác nó từ mặt đất, từ đá, nơi đó có khoảng 02% niken. Vì vậy, bạn có mức độ làm giàu cao hơn nhiều và nó có ít tạp chất hơn nhiều.”

Khai thác bằng Phytomining cũng sẽ ít gây tổn hại đến môi trường hơn so với khai thác truyền thống và nó có thể giúp khắc phục đất bị ô nhiễm kim loại để có thể canh tác theo cách thông thường hơn. Mặc dù hiện tại trọng tâm là niken nhưng cách tiếp cận này cũng có thể được mở rộng sang các kim loại có giá trị khác.

Thử thách chính sẽ là tìm được loại cây phát triển nhanh chóng, phù hợp với khí hậu Mỹ. Patrick Brown, một nhà khoa học thực vật tại Đại học California, Davis, nói: “Vấn đề trong lịch sử là chúng thường không phải là những cây có năng suất cao”. Có dây. “Và thách thức là bạn phải có nồng độ niken cao và sinh khối cao để đạt được kết quả có ý nghĩa và khả thi về mặt kinh tế.”

Tuy nhiên, nếu các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh vòng tròn đó thì cách tiếp cận này có thể là một cách đầy hứa hẹn để tăng cường cung cấp các khoáng chất quan trọng cần thiết để hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế xanh hơn.

Tín dụng hình ảnh: Siêu tích lũy niken Alyssum argenteum / David Stang qua Wikimedia Commons

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/