Совместная группа исследователей сделала сенсационное открытие, которое может оказать значительное влияние на устойчивое извлечение редкоземельных элементов (РЗЭ), которые пользуются растущим спросом для использования в технологиях зеленой энергетики. Команда обнаружила, что скромные отходы яичной скорлупы могут восстанавливать РЗЭ из воды, предлагая новый, экологически чистый метод их извлечения.
Исследователи из Школы естественных наук Тринити-колледжа в Дублине и iCRAG, Ирландского исследовательского центра прикладных наук о Земле, только что опубликовали свои выводы в журнале ACS Omega.
Например, РЗЭ, которые необходимы для технологий, используемых в электромобилях и ветряных турбинах, пользуются растущим спросом, но в относительном дефиците. В результате ученым приходится искать новые способы их извлечения из окружающей среды — причем устойчивыми способами, при этом существующие методы часто вредны.
Здесь исследователи обнаружили, что карбонат кальция (кальцит) в яичной скорлупе может эффективно поглощать и отделять эти ценные РЗЭ от воды.
Исследователи помещали яичную скорлупу в растворы, содержащие РЗЭ, при различных температурах от приятных 25 °C до 205 °C и в течение различных периодов времени до трех месяцев. Они обнаружили, что элементы могут проникать в яичную скорлупу путем диффузии вдоль границ кальцита и органической матрицы, а при более высоких температурах редкоземельные элементы создают новые минералы на поверхности яичной скорлупы.
При температуре 90°C поверхность яичной скорлупы помогла восстановить образование редкоземельного соединения под названием козоит (kozoite). По мере того, как становилось все жарче, яичная скорлупа претерпевала полную трансформацию, кальцитовая скорлупа растворялась и заменялась поликристаллическим козоитом (kozoite). А при самой высокой температуре 205°C этот минерал постепенно переходил в бастназит (bastnasite), стабильный редкоземельный карбонатный минерал, который используется промышленностью для извлечения РЗЭ для технологических применений.
Этот инновационный метод предполагает, что отработанная яичная скорлупа может быть перепрофилирована в недорогой, экологически чистый материал, чтобы помочь удовлетворить растущий спрос на РЗЭ, поскольку яичная скорлупа со временем улавливает различные редкоземельные элементы в своей структуре.
Ведущий автор исследования доктор Реми Рато (Dr. Remi Rateau) говорит: «Это исследование представляет собой потенциальное инновационное использование отходов, которое не только предлагает устойчивое решение проблемы восстановления редкоземельных элементов, но и согласуется с принципами экономики замкнутого цикла и валоризации отходов».
Главный исследователь, профессор Хуан Диего Родригес-Бланко (Prof. Juan Diego Rodriguez-Blanco), подчеркнул более широкие последствия полученных результатов, добавив: «Превращая отходы яичной скорлупы в ценный ресурс для восстановления редкоземельных элементов, мы решаем критические экологические проблемы, связанные с традиционными методами добычи, и вносим свой вклад в развитие более экологичных технологий».
Авторы: Trinity College Dublin
Источник: https://phys.org/news/2024-06-discovery-eggshell-recover-rare-earth.html
