Репортаж от Wedoany，Исследователи Технологического института Джорджии (Georgia Tech) разработали метод прямого извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из угольных отходов.
Постдокторант Ануджа Трипати совместно с профессорами Чинг-Хуа Хуаном и Син Се разработала этот инновационный метод извлечения ключевых редкоземельных элементов из промышленных отходов. Данный метод открывает путь к получению критически важных материалов для современных технологий из огромных запасов летучей золы в США.
Редкоземельные элементы (РЗЭ) на самом деле не являются редкими, но они крайне рассеяны, и найти месторождения с достаточно высокой концентрацией для эффективной добычи сложно. Эти элементы являются ключевыми компонентами электродвигателей, ветряных турбин, систем оборонного вооружения и смартфонов. В настоящее время США в основном полагаются на иностранные цепочки поставок для получения этих элементов, и такая высокая зависимость создает уязвимости в геополитической и национальной безопасности.
Решение уже существует на угольных полигонах по всей территории США. В настоящее время в хранилищах и на свалках по всей стране находится около 2 миллиардов тонн летучей золы. Уголь от природы содержит следовые количества редкоземельных элементов, и после сжигания угля эти элементы остаются в золе и концентрируются. Традиционные методы извлечения требуют высоких температур и едких кислот, что часто приводит к еще большему загрязнению.
Прорыв Трипати устранил эти агрессивные химикаты. Система основана на перерабатываемой «ионной жидкости» на основе соли, которая остается стабильной в условиях водного химического разложения. Сначала ионная жидкость промывает летучую золу, извлекая редкоземельные элементы из отходов; затем ученые подают на жидкость электрический ток, и ценные элементы собираются на поверхности коллектора, откуда исследователи могут их соскрести. Жидкость можно очистить и использовать повторно. Команда может нацеливаться на конкретные металлы, регулируя напряжение тока: при низком напряжении система отделяет неодим (Nd) — ключевой компонент сверхмощных постоянных магнитов в сфере чистой энергетики. Предварительные лабораторные испытания показали, что система успешно извлекает почти половину доступного неодима.
Лабораторный химический принцип доказан, следующий этап — масштабирование. Команда должна доказать, что система может обрабатывать тонны отходов, а не только небольшие образцы, и должна быть коммерчески конкурентоспособной. Исследователи отмечают, что тот же электрохимический процесс в будущем может использоваться для извлечения редкоземельных элементов из выброшенных мобильных телефонов, отработавших аккумуляторов электромобилей и старых медицинских отходов. Результаты исследования опубликованы в журнале «Environmental Science and Technology».
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
