Une équipe de chercheurs découvre une méthode permettant de rendre les méthodes de séparation standard plus rapides et plus propres.
Les éléments de terres rares sont des composants clés pour de nombreuses applications de haute technologie. Toutefois, avant de pouvoir être transformés, par exemple en aimants pour éoliennes ou véhicules électriques, les 17 éléments chimiquement très similaires du groupe des matières premières - divisés en représentants lourds et légers - doivent subir un processus de séparation élaboré. La Chine domine ce processus depuis des décennies. Pour rendre leurs chaînes d'approvisionnement plus indépendantes, d'autres pays explorent de nouvelles méthodes de séparation, parfois plus respectueuses de l'environnement.
L'une de ces approches a été mis au point par des chercheurs de l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), qui fait partie du ministère américain de l'énergie. Leur étude, menée en collaboration avec l'université Vanderbilt dans le Tennessee, pourrait améliorer les processus de séparation industriels standard.
Pour isoler un métal spécifique à partir de solutions de minéraux de terres rares, on utilise des ligands, des substances chimiques qui se lient sélectivement à des éléments individuels dans la solution. Selon le rapport de l'ORNL, les meilleurs procédés de séparation actuels se font étape par étape, de l'élément lourd à l'élément léger ou vice versa. Ce processus prend du temps, est coûteux et génère beaucoup de déchets, ce qui le rend moins respectueux de l'environnement.
Découverte d'un ligand aux propriétés uniques
Au cours de leurs recherches, les scientifiques auraient découvert quelque chose d'unique : un ligand ressemblant aux composés précédemment utilisés mais se comportant différemment selon les conditions expérimentales. En fonction de l'acidité de la solution et du temps nécessaire, le ligand se lie à différentes terres rares, lourdes ou légères. Dans les systèmes de séparation classiques, les ligands sont généralement spécifiques à un seul de ces sous-groupes, explique Santa Jansone-Popova, co-responsable de la recherche à l'ORNL.
L'idée maîtresse est que le même composé peut être utilisé pour plusieurs processus de séparation, ce qui réduit les étapes nécessaires et rend la méthode plus rapide et plus propre. En outre, l'ordre de séparation peut être ajusté en fonction des besoins.
Maintenant que ce phénomène est connu, des recherches plus poussées pourraient permettre de découvrir d'autres composés ayant un comportement similaire, selon l'ORNL. Ce n'est pas la première fois que le centre travaille sur les terres rares. Une équipe à laquelle participait Mme Jansone-Popova avait déjà accordé une licence pour un procédé de séparation à une entreprise de l'ORNL. fabricant de produits chimiques industriels.
En savoir plus sur les nouvelles méthodes de séparation des terres rares: Les laboratoires nationaux Sandia ont récemment introduit un nouvelle méthode de séparation des terres rares à l'aide de molécules spéciales. D'autres approches de la séparation des terres rares impliquent bactéries, certains plantes, et même éponges.
Photo : Ivan Samkov via Canva.
