Pământurile rare, care sunt vitale pentru industria de smartphone-uri și vehicule electrice, pot fi extrase din deșeurile de cărbune.
Neodimul, europiul, terbiul și alte metale rare, despre care nu se auzeau foarte multe lucruri în trecut, sunt, în prezent, elemente folosite uzual în ecranele tactile ale telefonului, motoarele de vehicule electrice, turbinele eoliene și alte tehnologii moderne, datorită proprietăților lor magnetice și electrice excelente. Totuși, exploatarea lor este costisitoare și ineficientă din cauza faptului că pentru extragerea unor cantități mici este necesară forarea unor suprafețe mari de teren.
James Tour și colegii acestuia din cadrul Universității Rice din Houston, Texas, au dezvoltat cu o modalitate de a recicla aceste metale dintr-o pulbere neagră fină, care se formează atunci când cărbunele este ars în centralele electrice.
Ei au dezvoltat o tehnică numită încălzire flash joule, care implică introducerea cenușii într-un tub de cuarț și trecerea unui curent electric puternic prin aceasta timp de 1 secundă pentru a încălzi materialul la temperatura de 3000°C.
Această încălzire rapidă sparge sferele microscopice de sticlă din cenușă, care conțin metale rare. De asemenea, procesul transformă metalele din fosfați în oxizi, care sunt mai ușor de separat folosind acizi slabi.
„Deși o tonă de cenușă conține doar aproximativ jumătate de kilogram de pământuri rare, datorită faptului că pe Pământ există „munți” de cenușă rămași în urma arderii cărbunelui, cantitatea totală de elemente rare pe care le-am putea extrage este mare”, a declarat Tour.
De asemenea, cercetătorii au demonstrat faptul că același proces poate fi folosit pentru a recupera metalele rare din „noroiul roșu”, adică deșeurile generate în timpul producției de aluminiu, precum și din electronicele de consum larg, aruncate după ce acestea au fost măcinate într-o pulbere.
„Deși procesul de încălzire rapidă eliberează și metale grele toxice, acestea pot fi ușor captate la ieșire. Cenușa rămasă ar putea fi amestecată cu beton pentru a o recicla”, a adăugat Tour.
În prezent, tehnologia a fost licențiată unei companii denumite Universal Matter, care va încerca să o extindă și să extragă cantități comerciale de pământuri rare.