I transizione verso le energie rinnovabili richiederà un’enorme quantità di materiali e si teme che presto potremmo dover affrontare la carenza di alcuni metalli critici. I ricercatori del governo americano pensano che potremmo legare le piante per estrarre questi metalli con le loro radici.

Le tecnologie verdi come l’energia solare e i veicoli elettrici vengono adottate a un ritmo senza precedenti, ma anche questo mette a dura prova l’economia catene di fornitura che li supportano. Un’area di particolare preoccupazione riguarda i metalli necessari per costruire batterie, turbine eoliche e altri dispositivi elettronici avanzati che stanno alimentando la transizione energetica.

Potremmo non essere in grado di sostenere la crescita prevista agli attuali ritmi di produzione di molti di questi minerali, come litio, cobalto e nichel. Alcuni di questi metalli provengono anche da paesi le cui operazioni minerarie sollevano gravi preoccupazioni in materia di diritti umani o geopolitiche.

Per diversificare le forniture, l’agenzia governativa di ricerca ARPA-E offre un finanziamento di 10 milioni di dollari per esplorare il “fitomining”, in cui alcune specie di piante vengono utilizzate per estrarre metalli preziosi dal suolo attraverso le loro radici. Il progetto si concentra innanzitutto sul nichel, un metallo fondamentale per le batterie, ma in teoria potrebbe essere esteso ad altri minerali.

"Per raggiungere gli obiettivi stabiliti dal presidente Biden per raggiungere i nostri obiettivi di energia pulita e sostenere la nostra economia e la sicurezza nazionale, ci vorranno [un] approccio pratico e soluzioni innovative", ARPA-E regista Evelyn Wang ha detto in un comunicato stampa.

“Esplorando il fitominamento per estrarre il nichel come primo materiale critico target, ARPA-E mira a ottenere un approccio di estrazione competitivo in termini di costi e a bassa impronta di carbonio, necessario per supportare la transizione energetica”.

Il concetto di fitoestrazione esiste da un po’ e si basa su una classe di piante note come “iperaccumulatrici”. Queste specie possono assorbire grandi quantità di metallo attraverso le radici e immagazzinarlo nei tessuti. Il fitomining prevede la coltivazione di queste piante in terreni con alti livelli di metalli, la raccolta e la combustione delle piante, quindi l'estrazione dei metalli dalle ceneri.

Il progetto ARPA-E, noto come Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), si sta concentrando sul nichel perché sono già noti molti iperaccumulatori in grado di assorbire il metallo. Ma trovare, o creare, specie in grado di estrarre economicamente il metallo nel Nord America sarà ancora una sfida significativa.

Uno degli obiettivi principali del progetto è ottimizzare la quantità di nichel che queste piante possono assorbire. Ciò potrebbe comportare l’allevamento o la modifica genetica delle piante per migliorare questi tratti o l’alterazione del microbioma delle piante o del terreno circostante per aumentarne l’assorbimento.

L’agenzia vuole anche comprendere meglio i fattori ambientali ed economici che potrebbero determinare la fattibilità dell’approccio, come l’impatto della composizione minerale del suolo, lo stato di proprietà della terra dei siti promettenti e i costi di un’operazione di fitoestrazione.

Ma anche se l’idea è ancora in una fase nebulosa, il potenziale è considerevole.

"In un terreno che contiene circa il 5% di nichel - che è piuttosto contaminato - otterrai una cenere che contiene circa il 25-50% di nichel dopo averla bruciata", Dave McNear, un biogeochimico dell'Università del Kentucky, detto cablato.

“In confronto, quando lo si estrae dal suolo, dalla roccia, contiene circa lo 02% di nichel. Quindi il tuo arricchimento è di molti ordini di grandezza maggiore e ha molte meno impurità.

Il fitominamento sarebbe anche molto meno dannoso per l’ambiente rispetto all’estrazione tradizionale e potrebbe aiutare a risanare il terreno inquinato da metalli in modo che possano essere coltivati ​​in modo più convenzionale. Anche se attualmente l’attenzione è rivolta al nichel, l’approccio potrebbe essere esteso anche ad altri metalli preziosi.

La sfida principale sarà trovare una pianta adatta ai climi americani che cresca rapidamente. "Storicamente il problema è che spesso non sono piante molto produttive", ha detto Patrick Brown, uno scienziato vegetale dell'Università della California, Davis. cablato. “E la sfida è che è necessario avere alte concentrazioni di nichel e un’elevata biomassa per ottenere un risultato significativo ed economicamente sostenibile”.

Tuttavia, se i ricercatori riuscissero a far quadrare il cerchio, l’approccio potrebbe essere un modo promettente per aumentare le forniture dei minerali critici necessari per sostenere la transizione verso un’economia più verde.

Credito immagine: iperaccumulatore di nichel Alisso argenteo / David Stang tramite Wikimedia Commons

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• Fonte: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/