Windturbines, katalysatoren, optische kabels, plasmamonitoren en nog veel meer: zeldzame aardmetalen zijn onmisbaar voor een grote verscheidenheid aan moderne technologieën. Naarmate Europa vordert in zijn overgang naar groene energie, stijgt ook de vraag naar deze metalen. Europa is voor zijn invoer van zeldzame aardmetalen grotendeels afhankelijk van China, wat de industrie kwetsbaar maakt. Momenteel worden twee wegen naar oplossingen onderzocht: mijnbouw en recycling.
Onderzoekers van de Technische Universiteit van München hebben het potentieel ontdekt van cyanobacteriestammen voor het recyclen van zeldzame aardmetalen uit waterige oplossingen. Deze waardevolle metalen, essentieel voor talrijke high-tech toepassingen, raken uitgeput door de stijgende vraag en de beperkte voorraden. De Duitse wetenschappers claimen nu [1] dat hun opmerkelijke bevindingen de weg vrijmaken voor een milieuvriendelijke circulaire economie, aangezien het proces ook omkeerbaar is, waardoor metaalextractie en hergebruik van biomassa mogelijk wordt.
Het potentieel van cyanobacteriën
De doorbraak van de onderzoekers uit München (die samenwerkten met de Hogeschool van Kaiserslautern) maakt de weg vrij voor het recyclen van zeldzame aardmetalen met behulp van cyanobacteriestammen. Cyanobacteriën, een niet eerder onderzocht biomateriaal, kunnen deze metalen met succes absorberen uit waterige oplossingen. Het proces biedt milieuvriendelijke voordelen omdat het omkeerbaar is, waardoor de metalen uit de oplossing kunnen worden gewassen en de biomassa kan worden hergebruikt. Deze innovatieve aanpak zou kunnen helpen bij het recyclen van zeldzame aardmetalen uit industrieel afvalwater dat ontstaat op gebieden als mijnbouw, elektronica en chemische katalysatoren [1].
Afhankelijkheid van zeldzame aardmetalen
Recycling van zeldzame aardmetalen door middel van biologische absorptietechnieken zou Europa aanzienlijk kunnen helpen zelfvoorzienend te worden en minder afhankelijk te worden van externe leveranciers. Er zij echter op gewezen dat deze methode zich nog in het beginstadium bevindt en met mogelijke uitdagingen zal worden geconfronteerd en verder moet worden geoptimaliseerd.
Recycling alleen is wellicht niet genoeg. Ook de ontdekking van zeldzame aardmetalen in Zweden vormt een kans voor Europa, maar het winningsproces vergt tijd en een vooruitziende blik. Er moet rekening worden gehouden met de beschikbaarheid van mijnbouwvergunningen en de gevolgen voor het milieu [2]. Het gaat om naar schatting meer dan een miljoen ton zeldzame aardmetalen, waaronder cruciale zware elementen als Dysprosium, Yttrium en Terbium, die cruciaal kunnen zijn voor de wereldwijde overgang naar schone energie [2].
Vooruitzichten en uitdagingen
Europese projecten zoals REEgain, gefinancierd door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling, tonen actief de haalbaarheid aan van de absorptie van zeldzame aardmetalen met behulp van bacteriën, algen en schimmels [3]. Door nieuwe recyclingstrategieën te ontwikkelen, kan Europa geleidelijk zijn zelfvoorzieningsgraad verhogen voor kritieke materialen die nodig zijn voor zijn doelstellingen op het gebied van groene energie. Een industriële studie in opdracht van Eurometaux voorspelt dat tegen 2050 40% tot 75% van de Europese behoefte aan schone energiemetalen kan worden gedekt door recycling, als er voldoende wordt geïnvesteerd [3].
Niet alleen in Europa, maar ook in de Verenigde Staten wordt vooruitgang geboekt met de recycling van zeldzame aardmetalen. Onderzoekers van het Critical Materials Institute hebben een nieuw proces ontwikkeld om zeldzame aardmetalen rechtstreeks uit versnipperd elektronisch afval te winnen. De wereldwijde markt voor recycling van zeldzame aardmetalen heeft een verwachte waarde van 422 miljoen dollar in 2026, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 11,2% van 2021 tot 2026 [3].
Hoewel er meer tijd en investeringen nodig zijn om efficiënte recyclingmethoden voor zeldzame aardmetalen te ontwikkelen en alternatieve hulpbronnen te gebruiken, zullen deze inspanningen waarschijnlijk een cruciale rol spelen bij het bereiken van zelfvoorziening met hulpbronnen op de lange termijn. Naarmate de wereldwijde overgang naar schone energie versnelt, kunnen innovatieve recyclingtechnologieën de sleutel zijn tot een duurzamere en veiligere toekomst.
Bronnen:
[1] TUM
[2] Innovation Origins
[3] Energy Industry Review
