Η μετάβαση από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα απαιτήσει μια τεράστια ποσότητα υλικών, και υπάρχουν φόβοι ότι μπορεί σύντομα να αντιμετωπίσουμε ελλείψεις σε ορισμένα κρίσιμα μέταλλα. Οι ερευνητές της αμερικανικής κυβέρνησης πιστεύουν ότι θα μπορούσαμε να κάνουμε σχοινί σε φυτά για να εξορύξουμε αυτά τα μέταλλα με τις ρίζες τους.

Οι πράσινες τεχνολογίες όπως η ηλιακή ενέργεια και τα ηλεκτρικά οχήματα υιοθετούνται με πρωτοφανή ρυθμό, αλλά αυτό επιβαρύνει επίσης την εφοδιαστικές αλυσίδες που τις υποστηρίζουν. Ένας τομέας ιδιαίτερης ανησυχίας περιλαμβάνει τα μέταλλα που απαιτούνται για την κατασκευή μπαταριών, ανεμογεννητριών και άλλων προηγμένων ηλεκτρονικών που τροφοδοτούν την ενεργειακή μετάβαση.

Μπορεί να μην είμαστε σε θέση να διατηρήσουμε την προβλεπόμενη ανάπτυξη με τους τρέχοντες ρυθμούς παραγωγής πολλών από αυτά τα ορυκτά, όπως το λίθιο, το κοβάλτιο και το νικέλιο. Ορισμένα από αυτά τα μέταλλα προέρχονται επίσης από χώρες των οποίων οι εξορυκτικές δραστηριότητες εγείρουν σοβαρά ανθρώπινα δικαιώματα ή γεωπολιτικές ανησυχίες.

Για τη διαφοροποίηση των προμηθειών, η κυβερνητική ερευνητική υπηρεσία ARPA-E προσφέρει 10 εκατομμύρια δολάρια σε χρηματοδότηση για τη διερεύνηση της «φυτοεξόρυξης», στην οποία ορισμένα είδη φυτών χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή πολύτιμων μετάλλων από το έδαφος μέσω των ριζών τους. Το έργο εστιάζει πρώτα στο νικέλιο, ένα κρίσιμο μέταλλο μπαταρίας, αλλά θεωρητικά, θα μπορούσε να επεκταθεί και σε άλλα ορυκτά.

«Προκειμένου να επιτευχθούν οι στόχοι που έθεσε ο Πρόεδρος Μπάιντεν για την επίτευξη των στόχων μας για καθαρή ενέργεια και την υποστήριξη της οικονομίας και της εθνικής μας ασφάλειας, θα ακολουθήσει [μια] καθολική προσέγγιση και καινοτόμες λύσεις», ARPA-E σκηνοθέτης Έβελιν Γουάνγκ δήλωσε σε δελτίο Τύπου.

«Εξερευνώντας τη φυτοεξόρυξη για την εξόρυξη νικελίου ως το πρώτο κρίσιμο υλικό-στόχο, το ARPA-E στοχεύει να επιτύχει μια ανταγωνιστική προσέγγιση κόστους και χαμηλού αποτυπώματος άνθρακα που απαιτείται για την υποστήριξη της ενεργειακής μετάβασης».

Η έννοια της φυτοεξόρυξης υπάρχει εδώ και καιρό και βασίζεται σε μια κατηγορία φυτών γνωστών ως «υπερσυσσωρευτές». Αυτά τα είδη μπορούν να απορροφήσουν μεγάλη ποσότητα μετάλλου μέσω των ριζών τους και να το αποθηκεύσουν στους ιστούς τους. Η φυτοεξόρυξη περιλαμβάνει την καλλιέργεια αυτών των φυτών σε εδάφη με υψηλά επίπεδα μετάλλων, τη συγκομιδή και την καύση των φυτών και στη συνέχεια την εξαγωγή των μετάλλων από την τέφρα.

Το έργο ARPA-E, γνωστό ως Plant HYperaccumulators TO MINe Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), εστιάζει στο νικέλιο επειδή υπάρχουν ήδη πολλοί υπερσυσσωρευτές που απορροφούν το μέταλλο. Αλλά η εύρεση ή η δημιουργία ειδών ικανών να εξορύξουν οικονομικά το μέταλλο στη Βόρεια Αμερική θα εξακολουθεί να είναι μια σημαντική πρόκληση.

Ένας από τους πρωταρχικούς στόχους του έργου είναι η βελτιστοποίηση της ποσότητας νικελίου που μπορούν να προσλάβουν αυτά τα φυτά. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει την αναπαραγωγή ή τη γενετική τροποποίηση φυτών για την ενίσχυση αυτών των χαρακτηριστικών ή την τροποποίηση του μικροβιώματος είτε των φυτών είτε του περιβάλλοντος εδάφους για την ενίσχυση της απορρόφησης.

Ο οργανισμός θέλει επίσης να αποκτήσει καλύτερη κατανόηση των περιβαλλοντικών και οικονομικών παραγόντων που θα μπορούσαν να καθορίσουν τη βιωσιμότητα της προσέγγισης, όπως ο αντίκτυπος της σύνθεσης των ορυκτών του εδάφους, το καθεστώς ιδιοκτησίας γης σε πολλά υποσχόμενα μέρη και το κόστος ζωής μιας επιχείρησης φυτοεξόρυξης.

Όμως, ενώ η ιδέα βρίσκεται ακόμα σε ένα νεφελώδες στάδιο, υπάρχουν σημαντικές δυνατότητες.

«Σε χώμα που περιέχει περίπου 5 τοις εκατό νικέλιο - το οποίο είναι αρκετά μολυσμένο - θα λάβετε μια στάχτη που είναι περίπου 25 με 50 τοις εκατό νικέλιο αφού το κάψετε», δήλωσε ο Dave McNear, βιογεωχημικός στο Πανεπιστήμιο του Κεντάκι. είπε Ενσύρματη.

«Σε σύγκριση, όπου το εξορύξετε από το έδαφος, από βράχο, έχει περίπου 02 τοις εκατό νικέλιο. Άρα είστε αρκετές τάξεις μεγέθους μεγαλύτερος σε εμπλουτισμό και έχει πολύ λιγότερες ακαθαρσίες».

Η φυτοεξόρυξη θα ήταν επίσης πολύ λιγότερο επιζήμια για το περιβάλλον από την παραδοσιακή εξόρυξη και θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκατάσταση του μολυσμένου εδάφους με μέταλλα, ώστε να μπορούν να καλλιεργηθούν πιο συμβατικά. Ενώ επί του παρόντος η εστίαση είναι στο νικέλιο, η προσέγγιση θα μπορούσε να επεκταθεί και σε άλλα πολύτιμα μέταλλα.

Η κύρια πρόκληση θα είναι η εύρεση ενός φυτού κατάλληλου για αμερικανικά κλίματα που αναπτύσσεται γρήγορα. «Το πρόβλημα ήταν ιστορικά ότι δεν είναι συχνά πολύ παραγωγικά φυτά», είπε ο Πάτρικ Μπράουν, φυτοεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις. Ενσύρματη. «Και η πρόκληση είναι ότι πρέπει να έχετε υψηλές συγκεντρώσεις νικελίου και υψηλή βιομάζα για να επιτύχετε ένα ουσιαστικό, οικονομικά βιώσιμο αποτέλεσμα».

Ωστόσο, εάν οι ερευνητές μπορούν να τετραγωνίσουν αυτόν τον κύκλο, η προσέγγιση θα μπορούσε να είναι ένας πολλά υποσχόμενος τρόπος για την ενίσχυση των προμηθειών των κρίσιμων ορυκτών που απαιτούνται για τη στήριξη της μετάβασης σε μια πιο πράσινη οικονομία.

Πίστωση εικόνας: Υπερσυσσωρευτής νικελίου Alyssum argenteum / David Stang μέσω Wikimedia Commons

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/