Des scientifiques de l’Université Cornell ont caractérisé le génome d’une bactérie aimant les métaux et ayant une affinité pour les éléments des terres rares. La recherche ouvre la voie au remplacement du traitement chimique brutal de ces éléments par une pratique bénigne appelée biosorption.
Les éléments des terres rares alimentent les voitures électriques, les éoliennes et les smartphones. Aujourd’hui, la récupération de ces métaux à partir du minerai brut nécessite un traitement avec des acides et des solvants. Mais une nouvelle technologie, imaginée par les scientifiques et alimentée par un microbe, pourrait rendre le traitement des éléments des terres rares plus propre et évolutif, contribuant ainsi à assurer un approvisionnement régulier aux États-Unis pour les infrastructures d’énergie propre et les applications de défense.
Leur recherche, « Caractérisation génomique de la liaison des terres rares par Shewanella oneidensis », a été publiée dans Scientific Stories.
« Le problème avec les méthodes actuelles de purification des éléments des terres rares est qu’elles reposent fortement sur des solvants organiques et des produits chimiques agressifs », a déclaré l’auteur principal Buz Barstow, professeur adjoint de génie biologique et environnemental. « Ces méthodes sont coûteuses et dommageables pour l’environnement. Nous disposons ici d’une substitute verte qui utilise des microbes pour adsorber et purifier sélectivement les éléments des terres rares, éliminant ainsi le besoin de produits chimiques nocifs. Nous rendons le processus de purification moreover écologique. »
Le microbe adsorbe sélectivement – ou s’accroche – à ces éléments de terres rares, ce qui en fait un candidat idéal pour effectuer une procédure de purification respectueuse de l’environnement.
Généralement, S. oneidensis préfère manger sur les éléments du bloc f résidant dans la sixième rangée du tableau périodique, connus sous le nom de lanthanides. Plus précisément, le microbe favorise l’europium.
Caractériser le génome de S. oneidensis permet aux scientifiques de modifier sa préférence pour le traitement des autres éléments des terres rares.
Ce travail a le potentiel de rendre le traitement des terres rares plus propre et évolutif, a déclaré l’auteur principal Sean Medin, doctorant au laboratoire de Barstow. « Actuellement, toute la purification des éléments des terres rares est effectuée à l’étranger, en raison de réglementations environnementales strictes et des coûts d’infrastructure élevés liés à la design d’une usine de séparation », a-t-il expliqué. « Notre procédé rendrait inutiles les solvants nocifs pour l’environnement.
« Notre processus serait potentiellement beaucoup moins gourmand en terres et en capitaux à construire », a déclaré Medin, « car or truck nos séparations pourraient être effectuées avec un enrichissement répété à travers des colonnes remplies de bactéries immobilisées au lieu d’usines de mélange-décantation longues de plusieurs kilomètres. »
Le groupe prévoit de créer un système d’épuration à l’échelle pilote d’ici 2028.
Le financement de cette recherche a été assuré par Cornell Atkinson, le Burroughs Wellcome Fund, l’Advanced Exploration Assignments Company-Electricity (ARPA-E), qui fait partie du ministère américain de l’Énergie, et par un don de Mary Fernando Conrad et Tony Conrad.
