XNUMXD덴탈의 재생에너지 전환 엄청난 양의 재료가 필요할 것이며, 곧 일부 중요한 금속이 부족해질 것이라는 우려가 있습니다. 미국 정부 연구자들은 식물에 밧줄을 걸어 뿌리를 뽑아 이러한 금속을 채굴할 수 있다고 생각합니다.

태양광 발전, 전기 자동차와 같은 녹색 기술이 전례 없는 속도로 채택되고 있지만 이로 인해 이를 지원하는 공급망. 특히 관심을 끄는 분야 중 하나는 배터리, 풍력 터빈 및 에너지 전환을 촉진하는 기타 첨단 전자 장치를 만드는 데 필요한 금속입니다.

우리는 리튬, 코발트, 니켈과 같은 많은 광물의 현재 생산 속도로 예상되는 성장을 유지하지 못할 수도 있습니다. 이러한 금속 중 일부는 채굴 작업이 심각한 인권이나 지정학적 문제를 제기하는 국가에서 공급되기도 합니다.

공급을 다양화하기 위해 정부 연구 기관 ARPA-E는 특정 종의 식물을 사용하여 뿌리를 통해 토양에서 귀중한 금속을 추출하는 "식물 채굴"을 연구하기 위해 10만 달러의 자금을 제공하고 있습니다. 이 프로젝트는 배터리 핵심 금속인 니켈에 우선 초점을 맞추고 있지만 이론적으로는 다른 광물로 확대될 수 있다.

“청정 에너지 목표를 달성하고 경제와 국가 안보를 지원하기 위해 바이든 대통령이 제시한 목표를 달성하기 위해 모든 역량을 집중하는 접근 방식과 혁신적인 솔루션이 필요할 것입니다.” ARPA-E 감독 에블린 왕 보도 자료에서 말했다.

"ARPA-E는 니켈을 첫 번째 목표 핵심 물질로 추출하기 위한 식물 채굴을 탐구함으로써 에너지 전환을 지원하는 데 필요한 비용 경쟁력 있고 저탄소 발자국 추출 접근 방식을 달성하는 것을 목표로 합니다."

피토마이닝의 개념은 한동안 존재해 왔으며 "과농축성 식물"로 알려진 식물 종류에 의존합니다. 이 종은 뿌리를 통해 많은 양의 금속을 흡수하여 조직에 저장할 수 있습니다. 피토마이닝(Phytomining)에는 금속 함량이 높은 토양에서 이러한 식물을 재배하고, 식물을 수확하고 태운 다음 재에서 금속을 추출하는 작업이 포함됩니다.

PHYTOMINES(니켈 농축 토양 채굴을 위한 식물 과다축적기)로 알려진 ARPA-E 프로젝트는 금속을 흡수하는 것으로 알려진 과다축적기가 이미 많이 있기 때문에 니켈에 초점을 맞추고 있습니다. 그러나 북미에서 경제적으로 금속을 채굴할 수 있는 종을 찾거나 창조하는 것은 여전히 ​​중요한 과제가 될 것입니다.

프로젝트의 주요 목표 중 하나는 이러한 식물이 섭취할 수 있는 니켈의 양을 최적화하는 것입니다. 여기에는 이러한 특성을 강화하기 위해 식물을 육종하거나 유전적으로 변형하거나 흡수를 높이기 위해 식물이나 주변 토양의 미생물군집을 변경하는 것이 포함될 수 있습니다.

또한 기관은 토양 광물 구성의 영향, 유망 지역의 토지 소유권 상태, 식물 채굴 작업의 평생 비용 등 접근 방식의 실행 가능성을 결정할 수 있는 환경 및 경제적 요인에 대해 더 잘 이해하기를 원합니다.

그러나 아이디어가 아직 모호한 단계에 있기는 하지만 상당한 잠재력이 있습니다.

"약 5%의 니켈이 포함된 토양(상당히 오염되어 있음)을 태운 후에는 니켈 함량이 약 25~50%인 재를 얻을 수 있습니다."라고 켄터키 대학의 생지구화학자인 Dave McNear는 말합니다. 이야기 유선.

“비교해 보면 땅속 암석에서 니켈을 채굴하는 경우 약 02%의 니켈이 함유되어 있습니다. 따라서 농축도가 몇 배 더 높고 불순물도 훨씬 적습니다.”

또한 식물 채굴은 기존 채굴보다 환경에 훨씬 덜 해를 끼칠 수 있으며, 금속으로 오염된 토양을 개선하여 보다 전통적인 방식으로 재배할 수 있도록 도와줄 수 있습니다. 현재는 니켈에 중점을 두고 있지만 다른 유가 금속에도 접근 방식을 확장할 수 있습니다.

주요 과제는 빨리 자라는 미국 기후에 적합한 식물을 찾는 것입니다. "문제는 역사적으로 그들이 생산적인 식물이 아닌 경우가 많다는 것입니다."라고 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 식물 과학자인 패트릭 브라운은 말했습니다. 유선. "그리고 문제는 의미 있고 경제적으로 실행 가능한 결과를 달성하기 위해 높은 농도의 니켈과 높은 바이오매스를 가져야 한다는 것입니다."

그러나 연구자들이 그 원을 맞출 수 있다면 이 접근 방식은 친환경 경제로의 전환을 지원하는 데 필요한 필수 광물의 공급을 늘리는 유망한 방법이 될 수 있습니다.

이미지 제공: 니켈 하이퍼어큐뮬레이터 Alyssum argenteum / Wikimedia Commons를 통한 David Stang

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