fonte: Phys.org

L'elementi di terre rare da u minerale sò vitali per a vita muderna, ma a so raffinazione dopu l'estrazione hè cara, danneghja l'ambiente è si trova soprattuttu à l'esteru.

Un novu studiu descrive una prova di principiu per l'ingegneria di una batteria, Gluconobacter oxydans, chì face un primu grande passu versu a risposta à a dumanda crescente di elementi di terre rare in un modu chì currisponde à u costu è à l'efficienza di i metudi tradiziunali di estrazione è raffinamentu termochimicu è hè abbastanza pulitu per risponde à i standard ambientali americani.

«Cerchemu di truvà un metudu rispettuosu di l'ambiente, à bassa temperatura è bassa pressione per estrarre elementi di terre rare da una roccia», hà dettu Buz Barstow, autore principale di l'articulu è assistente prufessore d'ingegneria biologica è ambientale à l'Università Cornell.

L'elementi - di i quali ci sò 15 in a tavola periodica - sò necessarii per tuttu, da l'urdinatori, i telefoni cellulari, i schermi, i microfoni, e turbine eoliche, i veiculi elettrichi è i cunduttori à i radar, i sonar, e luci LED è e batterie ricaricabili.

Mentre chì i Stati Uniti anu raffinatu una volta i so propri elementi di terre rare, sta pruduzzione si hè firmata più di cinque decennii fà. Avà, a raffinazione di sti elementi si faci guasi interamente in altri paesi, in particulare in Cina.

«A maiò parte di a pruduzzione è di l'estrazione di elementi di terre rare hè in manu à nazioni straniere», hà dettu u coautore Esteban Gazel, prufessore assuciatu di scienze di a terra è atmosferiche à Cornell. «Dunque, per a sicurità di u nostru paese è di u nostru modu di vita, ci vole à vultà in traccia di cuntrullà sta risorsa».

Per risponde à i bisogni annuali di i Stati Uniti in elementi di terre rare, ci vulerianu circa 71,5 milioni di tunnellate (~ 78,8 milioni di tunnellate) di minerale grezzu per estrarre 10.000 chilogrammi (~ 22.000 libbre) di elementi.

I metudi attuali si basanu nantu à a dissoluzione di a roccia cù l'acidu sulfuricu caldu, seguitatu da l'usu di solventi organici per separà elementi individuali assai simili l'uni da l'altri in una suluzione.

«Vulemu truvà un modu per fà un bug chì faci megliu stu travagliu», disse Barstow.

G. oxydans hè cunnisciutu per fà un acidu chjamatu biolixiviant chì dissolve a roccia; i batteri utilizanu l'acidu per estrarre i fosfati da l'elementi di terre rare. I circadori anu cuminciatu à manipulà i geni di G. oxydans per estrarre l'elementi in modu più efficiente.

Per fà questu, i circadori anu utilizatu una tecnulugia chì Barstow hà aiutatu à sviluppà, chjamata Knockout Sudoku, chì li hà permessu di disattivà i 2.733 geni in u genomu di G. oxydans unu per unu. A squadra hà curatu mutanti, ognunu cù un genu specificu eliminatu, per pudè identificà quali geni ghjocanu un rolu in l'estrazione di elementi da a roccia.

«Sò incredibilmente ottimistu», disse Gazel. «Avemu un prucessu quì chì serà più efficiente chè tuttu ciò chì hè statu fattu prima».

Alexa Schmitz, una ricercatrice postdottoratu in u laburatoriu di Barstow, hè a prima autrice di u studiu "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction", publicatu in Nature Communications.

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Data di publicazione: 04-lugliu-2022