Zdjęcie: Adobe Stock
Naukowcy z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie opracowali nową technikę ekstrakcji pierwiastków ziem rzadkich z baterii niklowo-wodorkowych, powszechnie nazywanych stickami. Pierwiastki te, niezbędne do produkcji pojazdów elektrycznych i laptopów, odgrywają kluczową rolę w rozwoju współczesnego przemysłu.
Kierownik Katedry Chemii Nieorganicznej Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, prof. Dorota Kołodyńska, poinformowała PAP, że jej zespół z powodzeniem odzyskuje pierwiastki z baterii niklowo-wodorkowych, a konkretnie z powszechnie stosowanych typów R3 i R6. Te tzw. pałeczki są klasyfikowane jako materiały niebezpieczne i podlegają zbiórce. Dzięki usunięciu zewnętrznej obudowy badacze wydobywają z wnętrza baterii tzw. czarną masę, która jest bogata w cenne składniki.
„Dzięki szeroko zakrojonym badaniom na przestrzeni lat ustaliliśmy, że kwas iminodisukcynowy (IDHA) będzie opłacalnym środkiem, który umożliwi nam ekstrakcję cennych pierwiastków z grupy lantanowców, takich jak lantan, cer i neodym, a także innych pierwiastków, takich jak nikiel, kobalt i cynk” – wyjaśnia prof. Kołodyńska.
Obecnie do izolowania pierwiastków ziem rzadkich często stosuje się konwencjonalne kwasy i ekstrahenty, a mianowicie rozpuszczalniki ciekłe. Spośród kwasów najczęściej stosuje się kwasy azotowy, siarkowy i solny. Prof. Kołodyńska wyjaśniła, że zarządzanie takimi kwaśnymi odpadami stwarza wyzwania i przyczynia się do szkód dla środowiska. W związku z tym naukowcy z UMCS opracowali swoją metodę wykorzystującą nowe biodegradowalne substancje, które są bezpieczne dla ludzi.
Ponadto, jak wskazała chemiczka, rozdzielenie wyizolowanych elementów stanowi osobne wyzwanie. Naukowcy wykorzystują w tym celu sorbenty i materiały hybrydowe. Zespół prof. Kołodyńskiej niezależnie projektuje te materiały, wykorzystując chitozan, alginiany, biowęgiel i inne niedrogie zasoby.
Zauważyła, że wbrew powszechnemu przekonaniu, pierwiastki ziem rzadkich nie są szczególnie rzadkie. Niektóre z nich występują w skorupie ziemskiej w ilościach nieco większych niż pierwiastki bardziej powszechne, chociaż mają tendencję do bycia szeroko rozproszonymi. Dlatego zyskały swoją wspólną nazwę.
„Badamy również nowe metody pozyskiwania lantanowców z alternatywnych źródeł. We współpracy z Instytutem Zasobów Mineralnych i Gospodarki Energetycznej, a także kolegami z Czech i Turcji, zabezpieczyliśmy grant na odzyskiwanie lantanowców ze zużytych paneli fotowoltaicznych i turbin wiatrowych, ponieważ literatura naukowa wskazuje, że takie pierwiastki mogą tam występować” – stwierdziła.
Pierwiastki ziem rzadkich, jak zauważył chemik, są częścią naszego codziennego życia. Są obecne w laptopach, komputerach, smartfonach, pojazdach elektrycznych i turbinach wiatrowych. W Unii Europejskiej są wykorzystywane do identyfikacji banknotów. Głównymi producentami związków ziem rzadkich, a także miejscami ich wydobywania, są Chiny, Stany Zjednoczone i Brazylia.
„Tylko kilka krajów posiada te zasoby naturalne” – zauważyła prof. Kołodyńska. „Prognozuje się, że do 2050 r. popyt na pierwiastki ziem rzadkich o wysokiej czystości będzie rósł o około 10-15 procent rocznie. Biorąc pod uwagę, że w Europie są one praktycznie nieobecne, musimy skupić się na źródłach wtórnych” – dodała.
Zespół prof. Kołodyńskiej publikuje wyniki swoich badań nad odzyskiwaniem pierwiastków ziem rzadkich, prezentuje je na konferencjach, planuje opatentować kilka rozwiązań i poszukuje inwestorów. Widzą potencjał w planowanej inwestycji w Puławach (Lubelskie).
25 marca Grupa Azoty i Mkango, spółka zależna kanadyjskiego Mkango Resources, ogłosiły utworzenie rafinerii metali ziem rzadkich w Azotach Puławy. Oczekuje się, że inwestycja potrwa 18 miesięcy, w latach 2027-2028. Projekt został również wpisany na listę 47 inicjatyw strategicznych Komisji Europejskiej mających na celu wzmocnienie zdolności strategicznych w sektorze surowców.
Piotr Nowak (PAP)
szpilka/ agt/ ktl/
