L’équipe scientifique dirigée par le Dr Miloslav Polášek à IOCB Prague a proposé une technique pour séparer et purifier les éléments de terres rares (lanthanides). Ceux-ci sont essentiels aux industries allant de l’électronique et de la médecine à l’automobile et à la défense. Cette nouvelle méthode permet l’extraction de métaux comme le néodyme et le dysprosium à partir d’aimants de néodyme utilisés. Il s’agit d’un composant important dans les véhicules électriques et les éoliennes.
Processus écologique et sans solvant
Contrairement aux méthodes conventionnelles qui reposent sur des produits chimiques difficiles et génèrent des déchets dangereux, ce processus innovant sépare les terres rares en utilisant uniquement de l’eau qui est complètement exempte de solvants organiques ou de substances toxiques. La recherche a récemment été publiée dans le prestigieux Journal de l’American Chemical Society (JACS).
- Les aimants en néodyme sont au cœur de la conversion du mouvement en énergie électrique et vice versa.
- Ces aimants sont indispensables pour produire des voitures électriques, des éoliennes, des téléphones portables, des ordinateurs et des centres de données.
- À mesure que ces technologies progressent, la demande d’éléments de terres rares devrait croître de façon exponentielle.
Pourtant, l’extraction et le raffinage traditionnels des terres rares sont à la fois à forte intensité d’énergie et dommageables environnementaux, produisant des sous-produits toxiques et radioactifs.
Avantage stratégique de l’exploitation urbaine
Actuellement, la Chine domine le marché de la Terre rare. Il a une influence significative sur l’Europe et l’Amérique du Nord. Dans ce contexte, l’exploitation urbaine du recyclage des terres rares à partir d’électronique et de véhicules électriques d’occasion présente une opportunité stratégique pour construire une chaîne d’approvisionnement plus autonome.
«À l’avenir, nous ne pourrons pas couvrir la consommation croissante de terres rares avec l’exploitation minière primaire. Nous savons que dans les dix ans au plus tard, il sera nécessaire de gérer ces matériaux plus attentivement. Pour y parvenir, le développement de nouvelles technologies doit commencer maintenant», Explique Miloslav Polášek, chef du groupe de chimie de coordination.
«Notre méthode résout les problèmes fondamentaux du recyclage des aimants en néodyme. Nous pouvons séparer les bons éléments afin que de nouveaux aimants puissent être produits. Notre processus est respectueux de l’environnement, et nous pensons qu’il fonctionnera à l’échelle industrielle. Heureusement, contrairement aux plastiques, les éléments chimiques ne perdent pas leurs propriétés.»
La science derrière la séparation
La recherche contribue également au travail de doctorat à Kelsea G. Jones, qui élabore sur la percée scientifique:
«Nous avons développé un nouveau type de chélateur, qui est une molécule qui lie les ions métalliques. Ce chélateur précipite spécifiquement le néodyme des aimants dissous, tandis que le dysprosium reste en solution, et les éléments sont facilement séparés les uns des autres. La méthode est également adaptable aux autres terres rares trouvées dans les aimants néodymétriques,» dit Jones.
«La séparation se fait dans l’eau et ne génère aucun déchet dangereux. Nous obtenons les mêmes résultats ou meilleurs que les méthodes industrielles actuelles qui reposent sur des solvants organiques et des réactifs toxiques.»
La nouvelle méthode a été brevetée et est désormais en cours d’examen pour la mise en œuvre du monde réel.
«Nous attendons avec impatience les résultats d’une étude de faisabilité, ce qui nous aidera à diriger cette recherche du laboratoire en pratique. Je crois qu’en coopération avec les investisseurs et les partenaires commerciaux que nous approchons, cette nouvelle technologie de l’IOCB Prague a le potentiel d’influencer un large éventail de secteurs industriels», « dit Milan Prášil, directeur de la société de transfert IOCB Tech.
Au cours de leurs recherches, l’équipe a fait une autre découverte importante: l’Holmium, une Terre rare moins connue, est maintenant utilisé dans les aimants en néodyme trouvés dans les moteurs des véhicules électriques modernes. Cela a été confirmé par l’analyse des voitures électriques européennes et chinoises.
Malgré sa présence, l’Holmium est largement négligé dans la littérature de recyclage existante et les pratiques de l’industrie. Cette perspicacité pourrait avoir un impact significatif sur les futures stratégies de recyclage, en particulier dans le secteur des véhicules électriques en croissance.
IOCB Prague (Institut de chimie organique et biochimie de l’Académie tchèque des sciences) – Il s’agit d’un institut de recherche reconnu axé sur la recherche fondamentale en biologie chimique, chimie médicinale et autres domaines connexes. Son approche interdisciplinaire entraîne des applications pratiques à travers la médecine, la pharmacie et d’autres domaines scientifiques.
