Polscy naukowcy opracowali nową metodę odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich
Czy wiesz, że w Twoim starym pilocie do telewizora lub latarce mogą znajdować się cenne metale, których niedobór spędza sen z powiek światowym koncernom technologicznym? Naukowcy z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie opracowali innowacyjną i ekologiczną metodę odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich z zużytych baterii niklowo-wodorkowych – popularnych „paluszków” R3 i R6.
Każdego roku na świecie powstaje ponad 50 mln t elektroodpadów, a ich liczba stale rośnie. Znajdujące się w nich pierwiastki ziem rzadkich, nazywane „złotem XXI wieku”, są kluczowe dla nowoczesnych technologii, takich jak smartfony, turbiny wiatrowe czy samochody elektryczne. Ich wydobycie jest jednak kosztowne i niszczące dla środowiska.
Zespół badawczy prof. dr hab. Doroty Kołodyńskiej (prorektor ds. studentów i jakości kształcenia UMCS, kierownik Katedry Chemii Nieorganicznej UMCS) opracował innowacyjną metodę odzyskiwania tych cennych surowców ze zużytych ogniw niklowo-wodorkowych.
Baterie niklowo-wodorkowe od lat wykorzystywane są w różnych urządzeniach, a pierwiastki w nich zawarte są kluczowe dla nowoczesnej technologii. Lantan, cer czy neodym to składniki niezbędne w produkcji silników elektrycznych, turbin wiatrowych czy nawet w zabezpieczeniach banknotów.
Problem? Wydobycie tych surowców jest kosztowne i ekologicznie problematyczne – głównie kontrolują je Chiny, USA i Brazylia, a Europa praktycznie ich nie posiada. Dlatego pozyskanie ich z recyklingu staje się kluczowe dla przyszłości przemysłu.
Innowacyjna i ekologiczna metoda
Zespół prof. Doroty Kołodyńskiej opracował nową metodę odzysku lantanowców i innych cennych metali z baterii. Tradycyjnie do wydobycia tych pierwiastków stosuje się agresywne kwasy, jak siarkowy czy azotowy.
Problem? Powstające odpady są trudne do utylizacji i szkodliwe dla środowiska. Polscy naukowcy postanowili pójść inną drogą – zamiast standardowych środków, wykorzystali kwas iminodibursztynowy (IDHA), który jest biodegradowalny i bezpieczny dla człowieka.
To właśnie IDHA pozwala skutecznie oddzielić cenne pierwiastki, takie jak nikiel, kobalt, cynk oraz lantanowce, i to w sposób mniej szkodliwy dla środowiska.
Dodatkowo naukowcy opracowali innowacyjne sorbenty i materiały hybrydowe, które usprawniają separację wydobytych pierwiastków. Wykorzystują do tego chitozan, alginiany czy biowęgiel – wszystko to substancje łatwo dostępne i tanie w produkcji.
Obecnie przy wydzielaniu pierwiastków ziem rzadkich powszechnie stosowane są typowe kwasy i ekstrahenty, czyli ciekłe rozpuszczalniki. W grupie kwasów najczęściej wykorzystuje się kwasy azotowy, siarkowy i chlorowodorowy. Prof. Kołodyńska wyjaśniła, że tego typu kwaśne odpady są trudne do zagospodarowania i przyczyniają się do degradacji środowiska. Dlatego naukowcy z UMCS oparli swoją metodę na bezpiecznych dla człowieka nowych czynnikach biodegradowalnych - podaje PAP.
Więcej przeczytasz na Spider's Web:
Choć nazwa sugeruje, że pierwiastki ziem rzadkich są trudno dostępne, w rzeczywistości niektóre z nich występują w większych ilościach. Problemem nie jest ich ilość, ale rozproszenie – nie występują w dużych skupiskach, co utrudnia ich wydobycie. Dlatego tak ważne jest ich odzyskiwanie z produktów już istniejących, jak baterie, stare panele fotowoltaiczne czy zużyte turbiny wiatrowe.
Co więcej, zapotrzebowanie na te surowce rośnie w błyskawicznym tempie. Do 2050 r. światowy popyt na pierwiastki ziem rzadkich może wzrosnąć o 10–15 proc. rocznie. W obliczu ograniczonych zasobów naturalnych Unia Europejska coraz bardziej skłania się ku recyklingowi jako kluczowemu źródłu tych metali.
Polska na drodze do technologicznej niezależności?
Nowa metoda opracowana na UMCS może stać się kluczowym elementem większej układanki. W Puławach planowana jest budowa rafinerii metali ziem rzadkich przez Grupę Azoty we współpracy z kanadyjską firmą Mkango Resources.
To ogromny krok naprzód – projekt znalazł się na liście 47 strategicznych inwestycji Komisji Europejskiej, co pokazuje jego wagę dla przyszłości europejskiego przemysłu.
Zespół prof. Kołodyńskiej nie spoczywa na laurach – prowadzi badania nad odzyskiem lantanowców z innych źródeł, takich jak zużyte panele fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe. Współpracując z Instytutem Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią oraz naukowcami z Czech i Turcji, poszukuje jeszcze bardziej efektywnych metod odzysku.
Jeśli technologia opracowana w Lublinie wejdzie do masowego użytku, możemy liczyć na bardziej ekologiczny recykling i większą niezależność od zagranicznych dostawców surowców. To ważne nie tylko dla przemysłu, ale także dla każdego z nas – w końcu im więcej surowców odzyskamy, tym tańsze mogą być laptopy, smartfony czy samochody elektryczne.
Czy Polska stanie się liderem ekologicznego odzysku metali ziem rzadkich? Czas pokaże, ale jedno jest pewne – naukowcy z UMCS pokazali, że recykling może być zarówno efektywny, jak i przyjazny dla środowiska. I to właśnie takie innowacje mogą zrewolucjonizować przemysł przyszłości.
