Uma abordagem mais eficiente e ecológica dos elementos de terras raras que podem aumentar tudo, desde a bateria do veículo elétrico até o smartphone e reduzir a dependência de importações caras.
Esse novo método desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Austin é o novo método de coletar elementos de terras raras nas tensões comerciais globais, permite que sejam separadas e levantadas por esses elementos que exigem.
“Os elementos de terras raras são a espinha dorsal da tecnologia avançada, mas a energia aplicada às escalas necessárias de sua drenagem e refinamento é extremamente difícil”, Manish Kumar, professor de departamento de engenharia civil, arquitetônico e ambiental do Departamento de Engenharia de Engenharia de Feribourz Masih. “Nosso objetivo de trabalho é mudá -lo por ser inspirado no mundo natural” “
O estudo foi publicado recentemente Nano ACOs pesquisadores desenvolveram canais de membranas artificiais – pequenos orifícios na membrana – que duplicam os processos de seleção da proteína de transporte encontrados no sistema biológico Esses canais esses canais usados por vários íons usados por diferentes íons.
Cada canal é diferente, somente quando mantém os outros de fora fornece os íons com certos recursos. Essa seleção é importante para muitos processos biológicos, incluindo como pensa nosso cérebro.
Os pesquisadores canais artificiais usam uma versão modificada de uma estrutura chamada Pillarin para amarrar certos íons comuns enquanto transporta certos íons de terras raras. O resultado é um sistema que exclui outros íons, como potássio, sódio e cálcio, e pode transportar os elementos da Terra Média como Europa (UE⁺⁺) e Terbium (TBI).
“A natureza aperfeiçoa a indústria de transporte eleitoral através de membranas biológicas”, disse McCeta, Venkot Ganesan, professor e líderes de pesquisa do Departamento de Engenharia Química. “Esses canais artificiais são como pequenos porteiros, permitem apenas que os íons desejados cruzem”.
Os elementos de terras raras são divididas em diferentes categorias (leve, média e pesada), cada uma das características que os tornam ideais para aplicações específicas. Os ingredientes médios são usados em iluminação e exibem com TVs e são usados como magnéticos em tecnologia de energia verde, como turbinas aéreas e baterias de veículos elétricos.
O Departamento de Energia dos EUA e a Comissão Europeia identificaram vários componentes intermediários, incluindo europeu e terbio, como materiais críticos em risco de interromper a oferta. Espera -se que a demanda por esses ingredientes aumente mais de 2,6% em 20, que são mais importantes do que nunca para levantá -los e reciclados.
Em experimentos, os canais artificiais mostraram prioridade de 40 qualidade para europeu que Lanthnam (um material de terras raras leves) e uma escolha de 30 qualidade para a Europa (um elemento pesado de terras raras). Essas seleções são significativamente maiores que as camadas, o que requer alguns estágios de dose para obter resultados semelhantes.
Usando simulações avançadas de computador, eles descobriram que a seleção de canais é impulsionada por interações exclusivas meditadoras de água entre íons de terras raras e canais. Essas interações permitem que os canais distinguam os canais com base em seus íons de dinâmica de hidratação em contato com moléculas de água ao redor e íons.
Kumar e sua equipe trabalham há mais de cinco anos neste estudo. Ele é um especialista em separação baseada em membrana, também aplica esse conhecimento para limpar a produção de água.
Os pesquisadores imaginam sua tecnologia integrando o sistema de membrana escalpável para uso industrial. O objetivo é facilitar a realização de separação de íons nos Estados Unidos usando energia clara.
Eles estão trabalhando em uma plataforma para esses canais que permitem que os usuários escolham diferentes tipos para coletar íons diferentes. Pode incluir outros minerais críticos, como lítio, cobalto, gálio e níquel.
É o primeiro passo para a tradução das sofisticadas técnicas de reconhecimento e transporte moleculares em poderosos processos industriais, trazendo altas eleições para as configurações em que os procedimentos atuais são curtos “, diz Behera associada de pesquisa do Kumar Lab.
A equipe inclui pesquisadores do Departamento de Engenharia Civil, Arquitetônica e Ambiental, Departamento do Departamento de Engenharia do Departamento de Engenharia, McCeta Chemical Engineering e o Departamento de Química da Faculdade de Ciências Naturais. São eles: Tyler J Duncan, Lakshmicharan Samineni, Hayoji Oh, Digit Jogdand, Arnov Cornik, Raman Dhiman, Ida Fika, Taju-Yon Hassih.
