یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه ادینبورگ توانسته است از باکتری‌ها برای استخراج فلزات کمیاب ضروری با استفاده از باتری‌های قدیمی و تجهیزات الکترونیکی دور ریخته شده، کمک بگیرد.
به گزارش تکناک، باکتری‌ها می‌توانند نانوذرات فلزی را به عنوان یک روش سم‌زدایی، سنتز و اتم‌های فلز را به نانوذرات تبدیل کنند تا از خود در برابر مسمومیت محافظت نمایند.
چندین باکتری قادر به کاهش کاتیون‌های فلزی و تولید رسوب فلزات خالص با ظرفیت صفر به عنوان یک استراتژی بقا در برابر غلظت‌های خطرناک کاتیون‌های فلزی هستند.
در وب‌سایت این گروه تحقیقاتی آمده است که نوآوری‌های ما باعث توسعه محصولات جدید منحصربهفرد و پایدار، مشتق شده از ضایعات و محصولات جانبی و نشان دادن تولید مقرون‌به‌صرفه و صرفه‌جویی در انرژی با استفاده از فناوری‌های جدید تولید زیستی خواهد شد.
فهرست مطالب
پیشبرد اقتصاد دایره‌ای با بازیافت فلزات کمیاب
با افزایش سریع پذیرش خودروهای برقی در بریتانیا، انتظار می‌رود ردپای کربن وسایل نقلیه به طور قابل توجهی تغییر کند.
صنعت خودروی بریتانیا که با تولید بیش از 1.7 میلیون خودرو در سال و گردش مالی 77.5 میلیارد پوندی در سال 2016، سهم عمده‌ای در اقتصاد دارد، با چالش رو به رشدی در مدیریت باتری‌های وسایل نقلیه برقی مواجه است.
تخمین زده می‌شود تا سال 2040، هر سال یک میلیون وسیله نقلیه الکتریکی به پایان چرخه عمر خود می‌رسند و حدود 0.5 میلیون تن باتری برای بازیافت تولید می‌کنند.
به گفته محققان، بازیافت کارآمد این باتری‌های لیتیوم یونی نه تنها به دلایل زیست محیطی، بلکه به دلیل عرضه محدود مواد باتری کلیدی مانند: کبالت، لیتیوم و نیکل در بریتانیا بسیار مهم است.
عدم بازیافت این مواد باعث افزایش وابستگی به واردات می‌شود و نگرانی‌های استراتژیکی را ایجاد می‌کند.
همچنین به دلیل دسترسی محدود به فلزات، امنیت عرضه و کمبود به عنوان نگرانی‌های جهانی مطرح شده است.
همه آن فتوولتائیک‌ها، پهپادها، ماشین‌های پرینت سه‌بعدی، سلول‌های سوختی هیدروژنی، توربین‌های بادی و موتورهای ماشین‌های برقی به فلزاتی که بسیاری از آنها کمیاب هستند، نیاز دارند که کلید عملیات آنها می‌باشند.
محققان نیاز به گذار به یک اقتصاد دایره‌ای و پایدار را برجسته می‌کنند، که در آن از منابعی که در اختیار داریم باید به شکلی عاقلانه‌تر برای رسیدگی به یک بحران جهانی استفاده کنیم.
به گفته آنها، اصول اساسی یک اقتصاد دایره‌ای این است که باید جریان‌های زباله که یک ماده اولیه است و کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد را طراحی، ساخت و تغییر کاربری داد تا در چرخه مواد قرار گیرند.
کلید فرایند بازیافت نوآورانه
محققان با هدف یافتن راه‌حلی برای این بحران قریب الوقوع، باکتری‌ها را به عنوان کلید فرایند بازیافت نوآورانه بررسی کردند.
باکتری‌ها ارگانیسم‌های قابل توجهی می‌باشند که قادر به انجام فرایندهای منحصربهفرد و پیچیده مانند سنتز نانوذرات فلزی هستند.
این باکتری‌ها احتمال دارد این کار را به عنوان مکانیزم سم‌زدایی انجام دهند، که به اتم‌های فلز متصل می‌شوند و برای جلوگیری از مسموم شدن، آنها را به نانوذرات تبدیل می‌کنند.
محققان این گونه‌های باکتریایی را برای بازیافت زباله‌های باتری‌های الکترونیکی و ماشین‌ها مهار کردند.
به گفته گاردین، آنها زباله‌ها را حل کردند و سپس از باکتری‌ها برای هدف قرار دادن فلزات خاص بهره گرفتند و آنها را به عنوان ترکیبات جامد رسوب کردند.
محققان می‌گویند که با استفاده از ابزارها و تکنیک‌های زیست‌شناسی مصنوعی، در کنار چرخه‌های طراحی، ساخت و آزمایش تکراری، هدف ما تقویت، دستکاری و استانداردسازی ساخت این رسوبات نانو اندازه به عنوان محصولات با ارزش بالا است.
آنها در ابتدا با موفقیت منگنز و سپس نیکل و لیتیوم استخراج کردند.
همچنین آنها با استفاده از یک سویه باکتریایی موفق به استخراج کبالت و نیکل شدند.
باکتری‌های مورد استفاده در این فرایندها سویه‌های طبیعی بودند.
با نگاهی به آینده، محققان قصد دارند از باکتری‌های ویرایش شده ژنی برای افزایش کارایی استخراج فلز، مانند: جداسازی کبالت و نیکل، استفاده کنند، قابلیتی که در حال حاضر فاقد آن هستند.
