Czeska innowacja daje nadzieję na niezależność Europy w produkcji elektroniki
Odkrycie czeskich badaczy może zrewolucjonizować europejski przemysł elektroniczny i motoryzacyjny, umożliwiając bardziej niezależną od Chin produkcję pierwiastków ziem rzadkich. Technologia opiera się na prostych warunkach laboratoryjnych i pozwala na efektywne oczyszczanie oraz ponowne wykorzystywanie cennych materiałów.
Zespół naukowy dr. Miloslava Poláška z Międzynarodowego Centrum Badań nad Biochemią (IOCB) w Pradze opracował nowatorską metodę separacji pierwiastków ziem rzadkich, czyli lantanowców, szeroko stosowanych w przemyśle elektronicznym, medycznym, motoryzacyjnym i zbrojeniowym. Dzięki temu odkryciu czescy naukowcy torują drogę do potencjalnie bardziej zrównoważonej i niezależnej praktyki w Europie.
Do czego wykorzystuje się pierwiastki ziem rzadkich?
Globalny popyt na pierwiastki ziem rzadkich napędzany jest głównie przez zastosowanie ich w niezwykle silnych magnesach neodymowych, stosowanych m.in. w pojazdach elektrycznych, telefonach komórkowych czy komputerach. Są to najsilniejsze magnesy trwałe dostępne komercyjnie, jednak ich produkcja stwarza ogromne wyzwania dla środowiska.
Zobacz również:
Według Międzynarodowej Agencji Energii Chiny szczycą się największymi złożami tych minerałów i kontrolują 90% ich światowej produkcji. W Europie pierwiastki te występują jedynie w niewielkich ilościach, do ich wydobycia potrzeba setek reaktorów, a cały proces oczyszczania jest bardzo energochłonny i generuje duże ilości toksycznych i radioaktywnych odpadów.
Rośnie zapotrzebowanie, więc potrzeba realnych planów
W obliczu rosnącego zainteresowania pojazdami elektrycznymi, które wymagają magnesów neodymowych, badanie to daje nową nadzieję na bardziej zrównoważony rozwój. Chodzi tu również o opracowanie łatwiejszego i bardziej dostępnego sposobu ponownego wykorzystania silników elektrycznych.
- Możemy używać wody jako rozpuszczalnika, nie potrzebujemy rozpuszczalników organicznych ani stężonych kwasów. Wystarczy temperatura pokojowa. Chodzi o to, aby było to proste, nie wymagało ekstremalnych warunków, które trudno byłoby odtworzyć na skalę przemysłową - mówi Kelsei Jones, badaczka z IOCB.
Jak to wygląda w praktyce?
Proces ten wykorzystuje czynniki chelatujące, czyli cząsteczki organiczne, które wiążą się z jonami metali. Naukowcy dodają te czynniki do rozpuszczonych magnesów, tworząc związki z pojedynczymi pierwiastkami ziem rzadkich, które następnie można filtrować wagowo.
- Przetworzyliśmy magnesy w kilku cyklach separacji pierwiastków, uzyskując ostatecznie neodym o czystości 99,7 proc. To więcej niż wystarczające do produkcji nowych magnesów - twierdzi Polášek.
Dzięki wykorzystaniu tej metody zmniejszy się ryzyko wypłukiwania toksyn do gleby i wód gruntowych, a także ograniczy wyczerpywanie się zasobów.
- W przyszłości nie będziemy w stanie pokryć rosnącego zużycia pierwiastków ziem rzadkich poprzez wydobycie pierwotne - zauważa ekspert. - Wiemy, że najpóźniej w ciągu dziesięciu lat konieczne będzie bardziej ostrożne zarządzanie tymi materiałami. Aby to osiągnąć, rozwój nowych technologii musi rozpocząć się już teraz.
Po udanych testach metoda zmierza w kierunku wprowadzenia na rynek. Czescy naukowcy uzyskali już niezbędne patenty i poszukują partnerów handlowych.
