fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs du Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) ont mis au point une méthode permettant d’extraire directement les éléments de terres rares (ETR) à partir de déchets de charbon.
La chercheuse postdoctorale Anuja Tripathi, en collaboration avec les professeurs Ching-Hua Huang et Xing Xie, a développé cette méthode innovante pour récupérer des éléments de terres rares essentiels à partir de déchets industriels. Cette approche offre une voie pour extraire des matériaux clés nécessaires aux technologies modernes à partir des importantes réserves américaines de cendres volantes.
Les éléments de terres rares (ETR) ne sont en réalité pas rares, mais ils sont extrêmement dispersés, ce qui rend difficile la recherche de gisements suffisamment concentrés pour une exploitation efficace. Ces éléments sont des composants essentiels des moteurs de véhicules électriques, des éoliennes, des systèmes d’armement de défense et des smartphones. Actuellement, les États-Unis dépendent principalement de chaînes d’approvisionnement étrangères pour obtenir ces éléments, une dépendance qui crée des vulnérabilités géopolitiques et en matière de sécurité nationale.
La solution existe déjà dans les décharges de charbon à travers les États-Unis. Actuellement, environ deux milliards de tonnes de cendres volantes sont stockées dans des bassins et des décharges à travers le pays. Le charbon contient naturellement des traces d’éléments de terres rares ; lorsque le charbon brûle, ces éléments restent dans les cendres et se concentrent. Les méthodes d’extraction traditionnelles nécessitent des températures élevées et des acides corrosifs, ce qui génère souvent davantage de pollution.
La percée de Tripathi élimine ces produits chimiques irritants. Le système repose sur un « liquide ionique » à base de sel, recyclable, qui reste stable dans des conditions de décomposition chimique en phase aqueuse. Tout d’abord, le liquide ionique rince les cendres volantes, extrayant les éléments de terres rares des déchets ; ensuite, les scientifiques appliquent un courant électrique au liquide, et les éléments de valeur se rassemblent sur une surface de collecte que les chercheurs peuvent gratter. Le liquide peut être nettoyé et réutilisé. L’équipe peut cibler des métaux spécifiques en ajustant la tension du courant : à basse tension, le système sépare le néodyme (Nd), un composant clé des aimants permanents ultra-puissants utilisés dans le secteur des énergies propres. Les premiers tests en laboratoire montrent que le système récupère avec succès près de la moitié du néodyme disponible.
Le principe chimique en laboratoire étant validé, la prochaine étape consiste à passer à l’échelle industrielle. L’équipe doit démontrer que le système peut traiter des tonnes de déchets, et non seulement de petits échantillons, et qu’il est compétitif sur le plan commercial. Les chercheurs indiquent que le même procédé électrochimique pourrait à l’avenir être utilisé pour extraire des éléments de terres rares à partir de téléphones portables mis au rebut, de batteries de véhicules électriques en fin de vie et de déchets médicaux anciens. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue « Environmental Science and Technology ».
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