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7 Juin, 2024

Des coquilles d’œuf pour extraire de l’eau des éléments essentiels des terres rares

Des coquilles d’œuf pour extraire de l’eau des éléments essentiels des terres rares

L’humble coquille d’œuf a été utilisée pour récupérer des éléments de terre rare essentiels aux technologies énergétiques vertes.

En utilisant d’humbles coquilles d’œuf usagées pour extraire les éléments de terre rare de l’eau, des chercheurs ont mis au point une procédure simple, peu coûteuse et durable pour fournir les matériaux essentiels nécessaires à la transition vers les technologies énergétiques vertes.

La réussite de la transition vers les énergies vertes dépend des éléments de terres rares (ETR ou REE en anglais pour Rare Earth Element), qui sont nécessaires à la fabrication de composants essentiels tels que les véhicules hybrides et électriques et les éoliennes. Malgré leur nom, ces éléments ne sont pas vraiment rares. Le problème, c’est qu’on les trouve généralement en faibles concentrations et qu’ils sont combinés, ce qui signifie que leur extraction et leur séparation sont coûteuses, consomment beaucoup d’énergie et d’eau et génèrent de nombreux déchets.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs du Trinity College de l’université de Dublin ont testé un processus simple de récupération des terres rares qui s’appuie sur une ressource bon marché et durable : l’humble coquille d’œuf.

« Cette étude présente une utilisation innovante potentielle des déchets qui offre non seulement une solution durable au problème de la récupération des terres rares, mais s’aligne également sur les principes de l’économie circulaire et de la valorisation des déchets », a déclaré Remi Rateau, de l’École des sciences naturelles du Collège et auteur principal et correspondant de l’étude.

Image composite utilisant la microscopie et la spectroscopie à haute résolution montrant les processus d’absorption et de remplacement des terres rares dans la coquille d’œuf.

Les chercheurs ont placé des coquilles d’œufs de poule usagées dans des solutions contenant des terres rares et les ont chauffées à des températures allant de 25 °C à 205 °C pendant trois mois. Ils ont observé que les terres rares se diffusaient – c’est-à-dire qu’elles se déplaçaient d’une région à forte concentration vers une région à faible concentration – dans les coquilles d’œuf le long des limites du carbonate de calcium (calcite) et de la matrice organique, un mélange complexe de matières organiques, y compris des protéines, qui sont intimement associées à la coquille externe de calcite.

Les terres rares ont formé de nouveaux minéraux à des températures plus élevées à la surface de la coquille. À 90 °C, la kozoïte s’est formée à la surface de la calcite en cours de dissolution. À 165 °C et 205 °C, les chercheurs ont constaté que la calcite se dissolvait complètement et était remplacée par de la kozoïte polycristalline. À 205 °C, la kozoïte a été lentement remplacée par de la bastnäsite, le minéral stable des terres rares généralement utilisé pour extraire les terres rares pour des applications technologiques.

Les chercheurs affirment que leur procédé simple, peu coûteux et respectueux de l’environnement pourrait contribuer à répondre à la demande croissante de terres rares à mesure que le monde adopte des technologies énergétiques plus vertes.

« En transformant les déchets de coquilles d’œuf en une ressource précieuse pour la récupération des terres rares, nous répondons aux préoccupations environnementales critiques associées aux méthodes d’extraction traditionnelles et contribuons au développement de technologies plus vertes », a déclaré Juan Diego Rodriguez-Blanco, chercheur principal de l’étude.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.4c00931

https://www.tcd.ie/news_events/top-stories/featured/a-cracking-discovery–eggshell-waste-can-recover-rare-earth-elements-needed-for-green-energy