Opracowano nową metodę wykorzystania celulozy do usuwania neodymu z e-odpadów, co prowadzi do bardziej wydajnego recyklingu.
Neodym jest potrzebny do czystych technologii, takich jak pojazdy elektryczne i turbiny wiatrowe, a popyt na niego wzrósł o około 400% w ciągu ostatnich 20 lat. Jednak wydobycie tego pierwiastka ziem rzadkich ma szkodliwy wpływ na środowisko, wymagając odzyskania większej ilości Nd z e-odpadów. Jego odbudowa wiąże się również z szeregiem wyzwań. Główną metodą komercyjnego odzysku jest ekstrakcja rozpuszczalnikowa, ale ta metoda jest mało selektywna, droga i niezrównoważona ze względu na stosowanie toksycznych rozpuszczalników organicznych.
Naukowcy z Penn State University opracowali nową metodę, w której nowa nanotechnologia jest wykorzystywana do odzyskiwania neodymu z celulozy roślinnej. Celuloza jest tania, odnawialna i obfita. Wcześniej prowadzono prace nad adsorbentami na bazie celulozy, ale były one nieefektywne.
Zespół badawczy Penn State opracował nową biotechnologię zwaną anionową nanocelulozą włosową (AHNC), gdzie "włosy" odnoszą się do łańcuchów celulozy przymocowanych do końców nanocząstek. Owłosiona warstwa nanocząstki jest naładowana ujemnie, przyciągając w ten sposób dodatnio naładowane jony Nd. Oddziela to Nd od innych jonów w środowisku wodnym, takich jak jony żelaza, wapnia i sodu, i agreguje wystarczającą ilość cząstek Nd do skutecznego odzyskiwania.
Amir Sheikhi, adiunkt inżynierii chemicznej i inżynierii biomedycznej w Penn State, powiedział: "Proces jest wydajny pod względem zdolności usuwania, selektywności i szybkości. Można to osiągnąć w ciągu kilku sekund, selektywnie usuwając elementy z niektórych badanych zanieczyszczeń. Oddziel neodym."
Proces ten można również wykorzystać do ekstrakcji neodymu ze ścieków przemysłowych, odpadów górniczych i magnesów trwałych, które nie są już używane.
"Ten wkład w recykling metali ziem rzadkich będzie miał strategiczny i ekonomicznie opłacalny wpływ na kilka branż" - powiedział Sheikhi. "Im więcej neodymu poddajemy recyklingowi, tym więcej samochodów elektrycznych i hybrydowych oraz turbin wiatrowych możemy wyprodukować, zmniejszając presję na środowisko".
Sheikhi dodał, że zespół bada obecnie różne sposoby rozwoju ciągłych lub półsadowych systemów adsorpcji, które utorują drogę do zwiększenia skali procesu.
