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Cientistas da Universidade Cornell caracterizaram o genoma de uma bactéria que adora metais e tem afinidade por elementos de terras raras. A pesquisa abre caminho para a substituição do severo processamento químico desses elementos por uma prática benigna chamada biossorção.
Elementos de terras raras alimentam carros elétricos, turbinas eólicas e smartphones. Hoje, a recuperação desses metais do minério bruto requer processamento com ácidos e solventes. Mas uma nova tecnologia, idealizada pelos cientistas e alimentada por um micróbio, poderia tornar o processamento de elementos de terras raras mais limpo e escalonável – ajudando a fornecer um fornecimento constante nos EUA para infra-estruturas de energia limpa e aplicações de defesa.
Sua pesquisa, “Caracterização genômica da ligação de terras raras por Shewanella oneidensis”, foi publicada em Relatórios Científicos.
“O problema com os métodos atuais de purificação de elementos de terras raras é que eles dependem fortemente de solventes orgânicos e produtos químicos agressivos”, disse o autor sênior Buz Barstow, professor assistente de engenharia biológica e ambiental. “Esses métodos são caros e prejudiciais ao meio ambiente. Aqui temos uma alternativa verde que utiliza micróbios para adsorver e purificar seletivamente elementos de terras raras, eliminando a necessidade de produtos químicos nocivos. Estamos tornando o processo de purificação mais ecológico.”
O micróbio adsorve seletivamente – ou adere – a esses elementos de terras raras, tornando-o um candidato ideal para realizar um procedimento de purificação ecológico.
Geralmente, S. oneidensis prefere jantar nos elementos do bloco f que residem na sexta linha da tabela periódica, conhecidos como lantanídeos. Especificamente, o micróbio favorece o európio.
A caracterização do genoma do S. oneidensis permite aos cientistas ajustar sua preferência pelo processamento de outros elementos de terras raras.
Este trabalho tem o potencial de tornar o processamento de terras raras mais limpo e escalonável, disse o autor principal Sean Medin, estudante de doutorado no laboratório de Barstow. “Atualmente toda a purificação de elementos de terras raras é feita no exterior, devido às rigorosas regulamentações ambientais e aos altos custos de infraestrutura para a construção de uma planta de separação”, disse ele. “Nosso processo tornaria desnecessários solventes prejudiciais ao meio ambiente.
“Nosso processo potencialmente exigiria significativamente menos terra e capital para construir”, disse Medin, “já que nossas separações poderiam ser feitas com enriquecimento repetido por meio de colunas cheias de bactérias imobilizadas, em vez de plantas misturadoras e colonizadoras com quilômetros de comprimento”.
O grupo prevê a criação de um sistema de purificação em escala piloto até 2028.
O financiamento para esta pesquisa foi fornecido por Cornell Atkinson, o Burroughs Wellcome Fund, a Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), parte do Departamento de Energia dos EUA e um presente de Mary Fernando Conrad e Tony Conrad.
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