Una selezione di alcune delle rocce artificiali di terre rare prodotte dal team. Foto scattata all'iCRAG Lab del Trinity College di Dublino. Credito:Trinity College di Dublino
I ricercatori del Trinity College di Dublino hanno gettato nuova luce sulla formazione di elementi delle terre rare (REE) sempre più preziosi creando rocce sintetiche e testando le loro risposte a condizioni ambientali variabili. I REE sono utilizzati nei dispositivi elettronici e nelle tecnologie energetiche verdi, dagli smartphone alle auto elettriche.
I risultati, appena pubblicati sulla rivista Global Challenges , hanno implicazioni per il riciclaggio di REE dai rifiuti elettronici, la progettazione di materiali con proprietà funzionali avanzate e persino per la ricerca di nuovi depositi di REE nascosti in tutto il mondo.
Il Dr. Juan Diego Rodriguez-Blanco, Professore Associato in Nanomineralogia al Trinity e investigatore di iCRAG (SFI Research Center in Applied Geosciences), è stato il principale investigatore del lavoro. Ha detto:
"Poiché sia la popolazione globale che la lotta alle emissioni di carbonio crescono sulla scia del cambiamento climatico globale, la domanda di REE aumenta contemporaneamente, motivo per cui questa ricerca è così importante. Aumentando la nostra comprensione della formazione di REE, speriamo di spianare il terreno strada verso un futuro più sostenibile.
"La genesi dei depositi di terre rare è uno dei problemi più complessi nelle scienze della Terra, ma il nostro approccio sta gettando nuova luce sui meccanismi attraverso i quali si formano le rocce contenenti terre rare. Questa conoscenza è fondamentale per la transizione energetica, poiché le terre rare sono fondamentali ingredienti di produzione nell'economia delle energie rinnovabili".
Molti paesi sono attualmente alla ricerca di più depositi di REE con concentrazioni minabili, ma i processi di estrazione sono spesso impegnativi e i metodi di separazione sono costosi e aggressivi per l'ambiente.
Una delle principali fonti di REE sono i depositi di carbonato REE. Il più grande giacimento conosciuto è Bayan-Obo in Cina, che fornisce oltre il 60% del fabbisogno globale di REE.
Cosa hanno scoperto i ricercatori?
Il loro studio ha rivelato che i fluidi contenenti REE sostituiscono il calcare comune, e questo avviene attraverso reazioni complesse anche a temperatura ambiente. Alcune di queste reazioni sono estremamente veloci e si verificano nello stesso tempo necessario per preparare una tazza di caffè.
Questa conoscenza consente al team di comprendere meglio le reazioni minerali di base che sono anche coinvolte nei processi di separazione industriale, che aiuteranno a migliorare i metodi di estrazione ea separare i REE dai fluidi.
La ricerca del team mira a comprendere i complessi processi di formazione di depositi di carbonato REE. Ma invece di studiare campioni naturali, sintetizzano i propri minerali e le rocce carbonatiche di terre rare (simili al bastnasite, il minerale chiave da cui i REE possono essere estratti dalle rocce carbonatitiche). Quindi imitano le reazioni naturali per imparare come si formano le mineralizzazioni REE.
Ciò consente loro anche di valutare come i cambiamenti nei principali fattori ambientali ne promuovano la formazione. Questo può aiutarci a capire l'origine delle mineralizzazioni sulle risorse di carbonatite non sfruttate, che non si trovano solo in Cina ma anche in altre aree del mondo, come Brasile, Australia, Stati Uniti, India, Vietnam, Sud Africa e Groenlandia.
"Poiché i REE stanno giocando un ruolo fondamentale in un futuro pieno di tecnologia e sostenibile, è necessario comprendere il comportamento dei REE nel ciclo geochimico e nelle reazioni chimiche di base", spiega Adrienn Maria Szucs, Ph.D. candidato in Geochimica presso la Trinity's School of Natural Sciences e autore principale di questo studio. + Esplora ulteriormente
