De overgang til fornybar energi vil kreve en enorm mengde materialer, og det er frykt for at vi snart kan møte mangel på noen kritiske metaller. Forskere fra amerikanske myndigheter tror vi kan tau inn planter for å utvinne disse metallene med røttene deres.

Grønne teknologier som solenergi og elektriske kjøretøy blir tatt i bruk i en enestående hastighet, men dette belaster også forsyningskjeder som støtter dem. Et område av spesiell bekymring inkluderer metallene som kreves for å bygge batterier, vindturbiner og annen avansert elektronikk som driver energiovergangen.

Vi er kanskje ikke i stand til å opprettholde forventet vekst med dagens produksjonshastighet for mange av disse mineralene, som litium, kobolt og nikkel. Noen av disse metallene er også hentet fra land hvis gruvedrift skaper alvorlige menneskerettigheter eller geopolitiske bekymringer.

For å diversifisere forsyningene, tilbyr det statlige forskningsbyrået ARPA-E 10 millioner dollar i finansiering for å utforske "fytominering", der visse plantearter brukes til å trekke ut verdifulle metaller fra jorda gjennom røttene deres. Prosjektet fokuserer først på nikkel, et kritisk batterimetall, men i teorien kan det utvides til andre mineraler.

"For å oppnå målene som er satt av president Biden for å oppfylle våre mål for rene energi, og støtte vår økonomi og nasjonal sikkerhet, kommer den til å ta [en] all-hands-on-deck-tilnærming og innovative løsninger," ARPA-E regissør Evelyn Wang sa i en pressemelding.

"Ved å utforske fytominering for å utvinne nikkel som det første målkritiske materialet, tar ARPA-E sikte på å oppnå en kostnadskonkurransedyktig og lavkarbonutvinningstilnærming som er nødvendig for å støtte energiomstillingen."

Konseptet med fytominering har eksistert en stund og er avhengig av en klasse med planter kjent som "hyperakkumulatorer." Disse artene kan absorbere en stor mengde metall gjennom røttene og lagre det i vevet. Phytoming innebærer å dyrke disse plantene i jord med høye nivåer av metaller, høste og brenne plantene, og deretter trekke ut metallene fra asken.

ARPA-E-prosjektet, kjent som Plant HYperaccumulators TO MIne Nickel-Enriched Soils (PHYTOMINES), fokuserer på nikkel fordi det allerede er mange hyperakkumulatorer kjent for å absorbere metallet. Men å finne, eller skape, arter som er i stand til økonomisk å utvinne metallet i Nord-Amerika vil fortsatt være en betydelig utfordring.

Et av hovedmålene med prosjektet er å optimalisere mengden nikkel disse plantene kan ta inn. Dette kan innebære avl eller genmodifisering av planter for å forbedre disse egenskapene eller endre mikrobiomet til enten plantene eller den omkringliggende jorda for å øke absorpsjonen.

Byrået ønsker også å få en bedre forståelse av de miljømessige og økonomiske faktorene som kan avgjøre tilnærmingens levedyktighet, for eksempel virkningen av jordmineralsammensetning, landeierskapsstatusen til lovende områder og levetidskostnadene for en plantemineringsoperasjon.

Men selv om ideen fortsatt er på et tåkete stadium, er det et betydelig potensial.

"I jord som inneholder omtrent 5 prosent nikkel - som er ganske forurenset - kommer du til å få en aske som er omtrent 25 til 50 prosent nikkel etter at du har brent den ned," Dave McNear, en biogeokjemiker ved University of Kentucky, fortalte Wired.

«Til sammenligning, der du utvinner det fra bakken, fra stein, har det omtrent 02 prosent nikkel. Så du er flere størrelsesordener større i berikelse, og den har langt mindre urenheter.»

Fytominering vil også være mye mindre miljøskadelig enn tradisjonell gruvedrift, og det kan bidra til å sanere jord som er forurenset med metaller, slik at de kan dyrkes mer konvensjonelt. Mens fokuset for tiden er på nikkel, kan tilnærmingen utvides til andre verdifulle metaller også.

Hovedutfordringen blir å finne en plante som er egnet for amerikansk klima som vokser raskt. "Problemet har historisk sett vært at de ikke ofte er veldig produktive planter," fortalte Patrick Brown, en planteforsker ved University of California, Davis. Wired. "Og utfordringen er at du må ha høye konsentrasjoner av nikkel og høy biomasse for å oppnå et meningsfylt, økonomisk levedyktig resultat."

Likevel, hvis forskere kan kvadre den sirkelen, kan tilnærmingen være en lovende måte å øke forsyningen av de kritiske mineralene som trengs for å støtte overgangen til en grønnere økonomi.

Bildekreditt: Nikkel hyperakkumulator Alyssum argenteum / David Stang via Wikimedia Commons

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/