Les terres rares pourront-elles bientôt être séparées les unes des autres à grande échelle de manière efficace et respectueuse de l'environnement ?
Des scientifiques de l'université de l'État de Pennsylvanie ont réussi à mettre au point une méthode biologique de séparation des éléments de terres rares (REE) individuels, pour laquelle ils ont utilisé une protéine naturelle, selon une étude de l'université de l'État de Pennsylvanie. Communiqué de presse de l'université.
Les terres rares ne sont pas présentes individuellement, mais toujours en association avec d'autres terres rares. Ces métaux très similaires sont utilisés dans des technologies différentes, telles que les énergies renouvelables ou l'électronique grand public, et doivent donc être séparés les uns des autres. Cela se fait actuellement par des procédés très complexes qui impliquent, entre autres, l'utilisation de produits chimiques toxiques. La méthode actuellement étudiée pourrait constituer une alternative plus respectueuse de l'environnement.
Des chercheurs de la Penn State University ont découvert une protéine capable de différencier les terres rares. Photo de l'Université de Pennsylvanie : Penn State.
Les protéines séparent les oxydes de terres rares les uns des autres
La nouvelle méthode a été mise au point en observant la nature elle-même. Pour séparer les différentes terres rares, les chercheurs ont utilisé une protéine naturelle appelée lanmoduline, qu'ils ont extraite des bourgeons de chêne de la bactérie Hansschlegelia quercus. Contrairement à la lanmoduline d'autres bactéries, cette forme se caractérise surtout par sa capacité à distinguer les terres rares individuelles et donc de très petites tailles. La raison en est la capacité de la protéine à se combiner avec une autre molécule pour former une nouvelle unité - ce que l'on appelle un dimère. Concrètement, cela signifie que la lanmoduline se lie fortement à des terres rares légères telles que le néodyme. En revanche, lorsque la protéine rencontre des terres rares lourdes telles que le dysprosium, elle les lie beaucoup moins fortement à elle-même et préfère la forme d'une seule molécule, un monomère.
Au cours de l'étude, il a été constaté que cette méthode pouvait être utilisée pour séparer les éléments de terres rares légers et lourds les uns des autres en une seule étape, à température ambiante normale et sans solvants chimiques.
Sur la voie des technologies vertes ?
Selon Joseph Cotruvo Jr, l'un des scientifiques impliqués, l'équipe espère également que le processus pourra être optimisé afin de relever le plus grand défi : séparer les terres rares voisines dans le tableau périodique. Actuellement, il n'est possible de séparer que les terres rares lourdes et légères.
Joseph Cotruvo Jr., chef du groupe de recherche, au travail dans le laboratoire. Photo : Patrick Mansell / Penn State.
Le groupe de recherche, qui a déjà déposé une demande de brevet, prévoit ensuite de commercialiser la méthode, selon le communiqué de presse de Penn State. Grâce à cette nouvelle méthode, il est concevable que les processus d'extraction et de recyclage de l'ensemble de l'industrie technologique, qui dépend des terres rares, puissent être rendus plus respectueux de l'environnement et plus efficaces.
Le rapport complet de l'étude est disponible dans la revue scientifique Nature.
En savoir plus : Des équipes de recherche du monde entier s'efforcent de développer d'autres sources de terres rares et d'autres minéraux essentiels en plus de l'exploitation minière traditionnelle. Pour ce faire, elles utilisent plantes et bactéries, entre autres.
Image en vedette : Patrick Mansell / Penn State
