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全球最新研究:鸡蛋壳有望成为世界上最新的一种绿色能源

时间:2024-06-15

  鸡蛋壳有望成为一种新的绿色能源,因为鸡蛋壳可以从水中回收稀土元素(REE),从而为稀土元素的提取提供了一种新的环保方法。

  日前,全球著名大学都柏林圣三一大学(Trinity College Dublin)自然科学学院和爱尔兰科学基金会应用地球科学研究中心iCRAG最新发布在国际期刊ACS Omega上的一项突破性研究成果显示,鸡蛋壳有望成为一种新的绿色能源,因为鸡蛋壳可以从水中回收稀土元素(REE),从而为稀土元素的提取提供了一种新的环保方法。

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全球最新研究:鸡蛋壳有望成为世界上最新的一种绿色能源(图1)

  据研究组成员表示,REE 是电动汽车和风力涡轮机等技术中不可或缺的元素,其需求量与日俱增,但供应却相对短缺。因此,科学家们必须找到从环境中提取这些物质的新方法,而且是可持续的方法,因为目前的方法往往是有害的。但是,最新的研究则表明,废弃的蛋壳可以被重新利用为一种低成本、环保的材料,以此满足对稀土元素日益增长的需求。

  据悉,研究人员将蛋壳放入含有稀土的溶液中,温度从 25 °C 到 205 °C 不等,时间长达三个月。他们发现,稀土元素可以沿着碳酸钙边界和有机基质扩散进入蛋壳,在较高温度下,稀土会在蛋壳表面形成新的矿物。

全球最新研究:鸡蛋壳有望成为世界上最新的一种绿色能源(图2)

  在 90 °C的温度下,蛋壳表面有助于恢复一种名为Kozoite的稀土化合物的形成。随着温度升高,蛋壳发生了彻底转变,碳酸钙外壳溶解,取而代之的是多晶Kozoite。在 205°C 的最高温度下,这种矿物逐渐转变为基性碳酸盐岩,这是一种稳定的稀土碳酸盐矿物,被工业界用来提取稀土,用于技术应用。

  研究小组解释说道,由于稀土矿的生产对人们的健康风险很高,因为它们可能导致有毒或放射性污泥的释放,因此很少有国家愿意经营稀土矿;然而,随着全球稀土产量需求的不断增加,以此满足全球绿色能源的成功转型,越来越多的国家对稀土开采和加工持开放态度。

全球最新研究:鸡蛋壳有望成为世界上最新的一种绿色能源(图3)

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  首席研究员Juan Diego Rodriguez-Blanco表示:“通过将蛋壳废料转化为稀土回收的宝贵资源,我们解决了与传统提取方法相关的关键环境问题,并为绿色技术的发展做出了贡献。”

  以及,论文作者Remi Rateau 博士在谈到这项研究的意义时称:“这项研究提出了一种潜在的废料创新用途,不仅为稀土元素回收问题提供了可持续的解决方案,而且符合循环经济和废物价值化原则。”

全球最新研究:鸡蛋壳有望成为世界上最新的一种绿色能源(图4)

  稀土(Rare earth)是元素周期表中镧系(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)15个元素和21号元素钪、39号元素钇(共17个元素)的总称;自然界中有250种稀土矿。据美国能源部称,稀土元素在美国的国家安全、能源独立、环境未来和经济增长方面发挥着关键作用。这些元件用于多个行业,包括医疗保健,运输,发电,石油精炼和消费电子产品。

全球最新研究:鸡蛋壳有望成为世界上最新的一种绿色能源(图5)

  稀土有“工业黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。

  但是,这些稀土元素通常存在于水中,主要原因有:岩石和矿物的风化、侵蚀、暴雨或洪水以及工业建筑和医院的废水处理。

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