再生可能エネルギーへの移行 膨大な量の材料が必要となり、近いうちに一部の重要な金属が不足するのではないかと懸念されています。米国政府の研究者らは、植物をロープで結び付けて、これらの金属を根から採掘できると考えている。

太陽光発電や電気自動車などのグリーンテクノロジーは前例のない速度で導入されていますが、これはまた、社会に負担をかけています。 それを支えるサプライチェーン。特に懸念される分野の 1 つは、エネルギー転換を推進するバッテリー、風力タービン、その他の先進的なエレクトロニクスの構築に必要な金属です。

リチウム、コバルト、ニッケルなど、これらの鉱物の多くは現在の生産速度では、予測される成長を維持できない可能性があります。これらの金属の一部は、採掘事業が深刻な人権や地政学的懸念を引き起こす国々から供給されています。

供給を多様化するために、政府研究機関ARPA-Eは、特定の種類の植物を使用して土壌から根を通して貴重な金属を抽出する「ファイトマイニング」の研究に10万ドルの資金を提供している。このプロジェクトはまず、バッテリーに重要な金属であるニッケルに焦点を当てているが、理論的には他の鉱物にも拡張できる可能性がある。

「クリーンエネルギー目標を達成し、経済と国家安全保障を支援するというバイデン大統領が掲げた目標を達成するには、総力を挙げたアプローチと革新的なソリューションが必要となるだろう」とARPA-Eは述べた。監督 エヴリン・ワン プレスリリースで述べています.

「ARPA-Eは、最初のターゲットとなる重要な物質としてニッケルを抽出するためのファイトマイニングを検討することで、エネルギー転換をサポートするために必要な、コスト競争力があり、二酸化炭素排出量の少ない抽出アプローチを実現することを目指しています。」

フィトマイニングの概念はしばらく前から存在しており、「ハイパーアキュムレーター」として知られる植物の一種に依存しています。これらの種は、根から大量の金属を吸収し、組織内に貯蔵することができます。フィトマイニングには、高レベルの金属を含む土壌でこれらの植物を栽培し、植物を収穫して燃やし、灰から金属を抽出することが含まれます。

Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES) として知られる ARPA-E プロジェクトは、金属を吸収することがすでに知られているハイパーアキュムレーターが多数存在するため、ニッケルに焦点を当てています。しかし、北米で金属を経済的に採掘できる種を発見、または作成することは依然として大きな課題となるだろう。

このプロジェクトの主な目標の 1 つは、これらの植物が摂取できるニッケルの量を最適化することです。これには、これらの形質を強化するために植物を育種または遺伝子組み換えしたり、吸収を高めるために植物または周囲の土壌のマイクロバイオームを変更したりすることが含まれる可能性があります。

同庁はまた、土壌鉱物組成の影響、有望な場所の土地所有状況、ファイトマイニング活動の生涯コストなど、このアプローチの実行可能性を決定する可能性のある環境的および経済的要因について、より深く理解したいと考えている。

しかし、このアイデアはまだ漠然とした段階にあるものの、大きな可能性を秘めています。

ケンタッキー大学の生物地球化学者デイブ・マクニア氏は、「約5パーセントのニッケルを含む土壌、つまりかなり汚染されている土壌を燃やすと、約25～50パーセントのニッケルを含む灰が得られる」と述べた。 言われ ワイヤード.

「それに比べて、地面や岩石から採掘する場合には、約02パーセントのニッケルが含まれています。つまり、濃縮度は数桁高く、不純物ははるかに少ないのです。」

また、フィトマイニングは従来の採掘よりも環境へのダメージがはるかに少なく、金属で汚染された土壌を修復して、より従来の方法で栽培できるようにするのに役立つ可能性があります。現在はニッケルに焦点が当てられていますが、このアプローチは他の貴金属にも拡張される可能性があります。

主な課題は、アメリカの気候に適し、成長の早い植物を見つけることです。カリフォルニア大学デービス校の植物科学者パトリック・ブラウン氏は、「歴史的に問題となっているのは、それらがあまり生産性の高い植物ではないことが多いということだ」と語った。 ワイヤード。 「そして課題は、有意義で経済的に実行可能な結果を​​達成するには、高濃度のニッケルと高バイオマスを必要とすることです。」

それでも、研究者がその円を二乗することができれば、このアプローチは、より環境に優しい経済への移行をサポートするために必要な重要な鉱物の供給を増やす有望な方法になる可能性があります。

画像クレジット: ニッケルハイパーアキュムレーター アリッサム・アルゲンテウム / デビッド・スタング（ウィキメディア・コモンズ経由）

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