Bakterie pomáhají získávat vzácné kovy ze starých baterií a podporují tak zelené technologie
26. 8. 2024
Tým z Edinburské univerzity využívá mikroby k recyklaci lithia, kobaltu a dalších drahých minerálů
Vědci vytvořili nové neobvyklé spojenectví v boji proti změně klimatu.
Využívají bakterie, které jim pomáhají získávat vzácné kovy důležité
pro vývoj ekologických technologií. Bez pomoci těchto mikrobů by nám
podle nich mohly dojít suroviny pro výrobu turbín, elektromobilů a
solárních panelů.
Práci vedou vědci z Edinburské univerzity a jejím cílem je využít bakterie, které dokáží získat lithium, kobalt, mangan a další minerály ze starých baterií a vyřazených elektronických zařízení. Tyto vzácné a drahé kovy jsou nezbytné pro výrobu elektromobilů a dalších zařízení, na nichž závisí ekologické technologie, což zdůrazňuje profesorka Louise Horsfallová, vedoucí katedry udržitelných biotechnologií v Edinburghu.
„Pokud se chystáme ukončit naši závislost na petrochemii a spoléhat se na elektřinu pro naše vytápění, dopravu a energii, pak budeme stále více závislí na kovech,“ řekla Horsfallová. „Všechny ty fotovoltaické články, drony, stroje pro 3D tisk, vodíkové palivové články, větrné turbíny a motory pro elektromobily vyžadují kovy - mnohé z nich vzácné -, které jsou klíčové pro jejich fungování.“
Vědci upozorňují, že problémem je také politika. Čína kontroluje nejen hlavní dodávky prvků vzácných zemin, ale dominuje i jejich zpracování. „Abychom tyto problémy obešli, musíme vyvinout oběhové hospodářství, v němž budeme tyto minerály pokud možno znovu využívat, jinak nám materiály velmi rychle dojdou,“ řekla Horsfallová. „Na Zemi je pouze omezené množství těchto kovů a my si již nemůžeme dovolit vyhazovat je jako odpad, jak to děláme nyní. Pokud chceme něco udělat s globálním oteplováním, potřebujeme nové recyklační technologie.“
A klíčem k této recyklaci byl mikrob, řekl Horsfallová. „Bakterie jsou úžasné, malé bláznivé věci, které dokáží provádět podivné a úžasné procesy. Některé bakterie například dokážou syntetizovat nanočástice kovů. Domníváme se, že to dělají jako detoxikační proces. V podstatě se přichytí na atomy kovů a pak je vyplivnou jako nanočástice, aby se jimi neotrávily.“
Pomocí takových kmenů bakterií nyní Horsfallová a její tým vzali odpad z elektronických baterií a automobilů, rozpustili jej a poté použili bakterie, které se přichytily na specifické kovy v odpadu a uložily je jako pevné chemikálie. „Nejprve jsme to udělali s manganem. Později jsme to udělali s niklem a lithiem. A pak jsme použili jiný kmen bakterií a podařilo se nám extrahovat kobalt a nikl.“
Zásadní je, že kmeny bakterií použité k extrakci těchto kovů byly přirozeně se vyskytující. V budoucnu Horsfallová a její tým plánují použít genově upravené verze, aby zvýšili produkci kovů. „Například potřebujeme být schopni extrahovat kobalt a nikl odděleně, což v současné době nedokážeme.“
Další částí procesu bude prokázat, že tyto kovy, po odstranění ze starého elektronického odpadu, mohou být následně použity jako složky nových baterií nebo zařízení. „Pak budeme vědět, zda pomáháme rozvíjet oběhové hospodářství pro nakládání s ekologickými technologiemi. Nová legislativa nařizuje, že do příštího desetiletí se budou muset recyklované kovy ve významné míře používat pro výrobu nových zařízení s ekologickými technologiemi. Těchto cílů bude těžké dosáhnout a bakterie budou mít při jejich dosahování zásadní význam.“
Zdroj v angličtině ZDE
Diskuse