Ученые из Университета Райса представили революционный метод извлечения редкоземельных элементов из магнитов электронных отходов всего за несколько секунд, достигая 90-процентного коэффициента извлечения и сокращая энергопотребление и выбросы более чем на 80 процентов по сравнению с традиционными методами переработки.
Этот прорывной метод, опубликованный в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 29 сентября 2025 года, сочетает импульсный жоулевский нагрев с хлором для быстрого разделения ценных редкоземельных элементов из отработанных магнитов без использования воды или кислот. Процесс нагревает материалы до тысяч градусов за миллисекунды, используя термодинамические различия для селективного выпаривания металлов, не относящихся к редкоземельным, при этом сохраняя оксиды редкоземельных элементов.
Революционная скорость и эффективность
Под руководством профессора химии Джеймса Тура и научного сотрудника Шичена Сюй команда Университета Райса продемонстрировала, что их метод позволяет восстанавливать редкоземельные элементы за один этап, по сравнению с многоступенчатыми процессами, преобладающими в современной переработке. Лабораторные испытания отходов магнитов из неодимового железа и бора, а также самариевого кобальта позволили достичь чистоты и выхода свыше 90 процентов.
«Мы показали, что можем восстанавливать редкоземельные элементы из электронных отходов за считанные секунды с минимальным воздействием на окружающую среду», — сказал Тур, ведущий автор исследования. «Это тот самый скачок вперед, который нам необходим для создания устойчивой и замкнутой цепочки поставок».
Комплексный анализ исследователей показал, что их метод нагрева посредством импульсного тока (flash Joule heating) позволяет снизить энергозатраты на 87 процентов, выбросы парниковых газов — на 84 процента, а операционные расходы — на 54 процента по сравнению с традиционной гидрометаллургией. Процесс полностью исключает использование воды и кислот и завершает экстракцию в течение секунд, а не часов или дней.
Коммерческий запуск намечен на начало 2026 года
Университет Райса предоставил лицензию на интеллектуальную собственность компании Flash Metals USA, техасскому стартапу, который планирует приступить к производству в первом квартале 2026 года. Технология позволяет размещать малые или крупные перерабатывающие установки непосредственно рядом с площадками сбора электронных отходов, что снижает транспортные издержки и уменьшает воздействие на окружающую среду.
Австралийская материнская компания Metallium продвинулась в развитии своего технологического кампуса в округе Чемберс, штат Техас, ввод в эксплуатацию которого запланирован на декабрь 2025 года. Flash Metals USA обеспечила себе дополнительные разрешённые площадки в Массачусетсе и Вирджинии в рамках стратегии расширения.
Временные рамки согласуются с растущей озабоченностью по поводу безопасности поставок редкоземельных металлов. Китай сохраняет доминирование — более 90 процентов мировых мощностей по переработке редкоземельных элементов, а недавние экспортные ограничения, введённые в апреле 2025 года, продемонстрировали уязвимость цепочек поставок. Мировой рынок переработки редкоземельных элементов, оценённый в 601 миллион долларов в 2025 году, ожидается, вырастет до 940 миллионов долларов к 2034 году.
Этот прорыв закрывает критические потребности цепочки поставок на фоне ожидаемого роста спроса на редкоземельные элементы до 600 процентов в течение следующих двух десятилетий, чему способствуют электромобили, ветрогенераторы и оборонные технологии. В настоящее время менее одного процента редкоземельных элементов перерабатывается в мире.
Комментариев нет:
Отправить комментарий