ביומינציה יסודות העתיד

 קובץ 20180124 72597 1twk9y1.png? Ixlib = rb 1.1 ג'ואי קיבר / פיקסלים, CC BY-SA 

כריית ביו היא סוג הטכניקה שהובטח על ידי מדע בדיוני: טנק עצום ומלא במיקרואורגניזמים המדליף מתכת מעפרות, טלפונים ניידים ישנים וכוננים קשיחים.

זה נשמע עתידני, אבל הוא משמש כיום לייצור של כ 5% מהזהב בעולם 20% מנחושת העולם. זה משמש גם במידה פחותה לחילוץ אלמנטים של ניקל, אבץ, קובלט ואדמה נדירה. אבל אולי הפוטנציאל המרגש ביותר הוא לחילוץ של אלמנטים אדירים נדירים, שהם מכריעים בכל מהטלפונים הניידים ועד לטכנולוגיית אנרגיה מתחדשת.

מכרה מרי קתלין, מכרה אורניום מותש בצפון מערב קווינסלנד, מכיל סכום המוערך בסך של 4 מיליארד דולר באלמנטים אדירים נדירים. Biomining מציע אפשרות חסכונית וידידותית לסביבה להוצאתו.

הכרייה הביולוגית כל כך מגוונת שאפשר להשתמש בה בגופים פלנטריים אחרים. לימודי ביולוגיה בתחנת החלל הבינלאומית הראו שמיקרואורגניזמים מסביבות קיצוניות בכדור הארץ יכולות להדליף מגוון גדול של מינרלים ומתכות חשובים מסלעים כאשר הם נחשפים לקור, לחום, לקרינה ולאקום של החלל.

יש מדענים שאפילו מאמינים איננו יכולים ליישב כוכבי לכת אחרים ללא עזרה של טכנולוגיות ביומינקציה.

איך זה עובד?

אקלים מיקרו-אורגזמות במיכלים מדליקים את המינרלים מחומר מקור כלשהו. באדיבות המעבדה הלאומית בצפון מערב פסיפיק.

הכרייה הביולוגית מתבצעת בתוך כורים טנקים גדולים וסגורים (ביורקטורים). מכשירים אלה מכילים בדרך כלל מים, מיקרואורגניזמים (חיידקים, ארקאה או פטריות), חומר עפרות, ומקור אנרגיה למיקרובים.

מקור האנרגיה הנדרש תלוי במיקרובה הספציפית הנחוצה לתפקיד. לדוגמה, זהב ונחושת "דולקים" ביולוגית מעפרות גופרית באמצעות מיקרואורגניזמים שיכולים להפיק אנרגיה ממקורות אנאורגניים, באמצעות חמצון של גופרית וברזל.

עם זאת, יסודות אדמה נדירים נלקחים ביולוגית מעפרות שאינן גופרתיות באמצעות מיקרואורגניזמים הדורשים מקור פחמן אורגני, מכיוון שעפרות אלה אינן מכילות מקור אנרגיה שמיש. במקרה זה מוסיפים סוכרים כדי לאפשר למיקרובים לגדול.

כל האורגניזמים החיים זקוקים למתכות בכדי לבצע תגובות אנזים בסיסיות. בני אדם מקבלים את המתכות שלהם מריכוזי העקבות במזונם. עם זאת, חיידקים משיגים מתכות על ידי המסתם מהמינרלים בסביבתם. הם עושים זאת על ידי ייצור חומצות אורגניות ותרכובות מחייבות מתכת. מדענים מנצלים תכונות אלה על ידי ערבוב של חיידקים בתמיסה עם עפרות ואיסוף המתכת כשהיא צפה לראש.

יש לעקוב אחר הטמפרטורה, הסוכרים, הקצב בו מיקס הטנק, חומציות, פחמן דו חמצני ורמות החמצן כדי לכוונן את תנאי העבודה האופטימליים

היתרונות של ביו-כרייה

שיטות כרייה מסורתיות דורשות כימיקלים קשים, הרבה אנרגיה ומייצרות מזהמים רבים. לעומת זאת, ביו-כרייה משתמשת באנרגיה מועטה ומייצרת מעט תוצרי לוואי מיקרוביאליים כמו חומצות אורגניות וגזים.

מכיוון שזה זול ופשוט, כריית ביו יכולה לנצל ביעילות מקורות מתכות בדרגה נמוכה (כגון חיתוך מוקשים) שאחרת לא הייתה כלכלית בשיטות מסורתיות.

מדינות פונות יותר ויותר לביומינקציה כמו פינלנד, צ'ילה ואוגנדה. צ'ילה מיצה חלק גדול מהעפרות העשירים בנחושת שלה ועכשיו עושה שימוש בכרייה ביולוגית, בעוד אוגנדה מוציאה קובלט מתארות מכרות הנחושת כבר למעלה מעשור.

מדוע אנו זקוקים ליסודות אדירים נדירים?

יסודות האדמה הנדירים כוללים את קבוצת הלנטנידים 15 בסמוך לתחתית הטבלה המחזורית, בתוספת סקנדיום ויתריום. הם נמצאים בשימוש נרחב כמעט בכל האלקטרוניקה ומבוקשים יותר ויותר על ידי הרכב החשמלי ותעשיות האנרגיה המתחדשת.

התכונות האטומיות הייחודיות של היסודות הללו הופכות אותם לשימושיות כמגנטים וזרחן. הם משמשים כמגנטים חזקים במשקל קל ברכבים חשמליים, טורבינות רוח, כונני דיסק קשיח, ציוד רפואי וכזרחן בתאורת יעילות אנרגטית ובנורות LED של טלפונים ניידים, טלוויזיות ומחשבים ניידים.

למרות שמם, יסודות אדמה נדירים אינם נדירים וחלקם למעשה בשפע יותר מנחושת, ניקל ועופרת בקרום כדור הארץ. עם זאת, בשונה ממתכות ראשוניות אלה היוצרות עפרות (מינרל או סלע המתרחשים באופן טבעי וממנו ניתן להפיק בקלות חומר מועיל), יסודות האדמה הנדירים מפוזרים באופן נרחב. כך שניתן יהיה לבצע זאת מבחינה כלכלית הם מכורים בדרך כלל כמוצרים משניים לצד מתכות ראשוניות כמו ברזל ונחושת.

למעלה מ- 90% מכלל גורמי האדמה הנדירים בעולם מגיעים מסין, שם מונופולי ייצור, מגבלות סחר וכרייה בלתי חוקית גרמו למחירים ל תנודות דרמטיות במהלך השנים.

אקלים רוב טכנולוגיות האנרגיה המתחדשת תלויים במתכות אדמה נדירות. pixabay

דוחות מה- מחלקת האנרגיה של ארה"ב, האיחוד האירופי, וה ועדת הביון האמריקאית תייגו כמה יסודות אדירים נדירים כחומרים קריטיים, על סמך חשיבותם לאנרגיה נקייה, סיכון אספקה ​​גבוה וחוסר בתחליפים.

דוחות אלה מעודדים מחקר ופיתוח לשיטות כרייה אלטרנטיביות כמו ביומינקציה כאסטרטגיה להפחתה אפשרית.

עוקב אחר שיחות אלה, מעבדות ב קרטין, ו ברקלי אוניברסיטאות השתמשו במיקרואורגניזמים כדי להמיס מינרלים נפוצים הנושאים יסודות אדירים. מחקרים בקנה מידה טייס אלה הראו תוצאות מבטיחות, כאשר שיעורי המיצוי התקרבו לאלה של שיטות כרייה קונבנציונאליות.

מכיוון שלרוב האלקטרוניקה יש אורך חיים ידוע להפליא ומחזוריות ירודה, מעבדות עושות ניסוי בביומינציה "עירונית". לדוגמה, מחקרים ביולוגית ליטוש מצליחים לראות בהצלחה חילוץ יסודות אדירים נדירים מאבקת הזרחן בטנה של גלוביות ניאון, ושימוש במיקרואורגניזמים למחזור יסודות אדירים נדירים מפסולת אלקטרונית כמו מגנטים בכונן הקשיח.

יסודות האדמה הנדירים הם קריטיים לעתיד הטכנולוגיה שלנו. Biomining מציע דרך להשיג משאבים יקרי ערך אלה באופן בר-קיימא מבחינה סביבתית וגם בר-ביצוע כלכלי.

על המחבר

מרקוס וווצינוס, מועמד לדוקטורט, גאומיקרוביולוגיה, אוניברסיטת מלבורן

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.

ספרים קשורים

התאמת אקלים פיננסים והשקעות בקליפורניה

מאת ג'סי מ. קינן
0367026074ספר זה משמש כמדריך לממשלות מקומיות ועסקים פרטיים כאשר הם מנווטים במים הבלתי ממוקמים של השקעה בהתאמה וחוסן של שינויי אקלים. ספר זה משמש לא רק כמדריך משאבים לזיהוי מקורות מימון פוטנציאליים, אלא גם כמפת דרכים לתהליכי ניהול נכסים וכספי ציבור. זה מדגיש סינרגיות מעשיות בין מנגנוני מימון, כמו גם את הקונפליקטים שעלולים להתעורר בין אינטרסים ואסטרטגיות שונות. בעוד שהמוקד העיקרי של עבודה זו הוא על מדינת קליפורניה, ספר זה מציע תובנות רחבות יותר כיצד מדינות, ממשלות מקומיות ועסקים פרטיים יכולים לנקוט בצעדים ראשונים קריטיים אלה בהשקעה בהתאמה הקולקטיבית של החברה לשינויי אקלים. זמין באמזון

פתרונות טבעיים להסתגלות שינויי אקלים באזורים עירוניים: קשרים בין מדע, מדיניות ופרקטיקה

מאת נדג'ה קביש, הורסט קורן, יוטה סטדלר, אלטה בון
3030104176
ספר גישה פתוחה זה מאגד ממצאי מחקר וחוויות מדע, מדיניות ופרקטיקה כדי להדגיש ולדון בחשיבותם של פתרונות טבעיים להתאמת שינויי אקלים באזורים עירוניים. ניתן דגש לפוטנציאל הגישות מבוססות הטבע ליצור יתרונות מרובים לחברה.

תרומות המומחים מציגות המלצות ליצירת סינרגיה בין תהליכי מדיניות שוטפים, תוכניות מדעיות ויישום מעשי של שינויי אקלים ואמצעי שמירת טבע באזורים עירוניים גלובליים. זמין באמזון

גישה ביקורתית להתאמת שינויי אקלים: שיח, מדיניות ופרקטיקות

מאת סיל'ה קלפ, ליברטד צ'אבז-רודריגז
9781138056299כרך ערוך זה מאגד מחקרים ביקורתיים על שיח, מדיניות ופרקטיקות להתאמה לשינויי אקלים מבחינה רב-תחומית. על פי דוגמאות ממדינות הכוללות קולומביה, מקסיקו, קנדה, גרמניה, רוסיה, טנזניה, אינדונזיה ואיי האוקיאנוס השקט, הפרקים מתארים כיצד אמצעי ההסתגלות מתפרשים, הופכים ומיושמים ברמת השטח וכיצד אמצעים אלה משתנים או מפריעים להם יחסי כוח, פלורליזם משפטי וידע מקומי (אקולוגי). ככלל, הספר מאתגר נקודות מבט קבועות של התאמת שינויי אקלים על ידי התחשבות בסוגיות של גיוון תרבותי, השופט הסביבתי וזכויות האדם, כמו גם גישות פמיניסטיות או בין-חוציות. גישה חדשנית זו מאפשרת ניתוח של התצורות החדשות של הידע והכוח המתפתחים בשם התאמת שינויי האקלים. זמין באמזון

מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

עקוב אחר InnerSelf ב

אייקון פייסבוקאייקון טוויטרסמל YouTubeאייקון אינסטגרםסמל pintrestאייקון rss

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

הסרטים האחרונים

הגירת האקלים הגדולה החלה
הגירת האקלים הגדולה החלה
by משתמש סופר
משבר האקלים מכריח אלפים ברחבי העולם לברוח מכיוון שבתיהם הופכים יותר ויותר למגורים.
עידן הקרח האחרון מספר לנו מדוע עלינו לדאוג לשינוי בטמפרטורה
עידן הקרח האחרון מספר לנו מדוע עלינו לדאוג לשינוי בטמפרטורה
by אלן נ ויליאמס, et al
הדו"ח האחרון של הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) קובע כי ללא ירידה משמעותית ...
כדור הארץ נשאר מגורים מיליארדי שנים - בדיוק איזה מזל קיבלנו?
כדור הארץ נשאר מגורים מיליארדי שנים - בדיוק איזה מזל קיבלנו?
by טובי טירל
לקח לאבולוציה 3 או 4 מיליארד שנים לייצר הומו ספיינס. אם האקלים היה נכשל לחלוטין פעם אחת בלבד באותו ...
כיצד מיפוי מזג האוויר לפני 12,000 שנה יכול לעזור לחזות שינויי אקלים עתידיים
כיצד מיפוי מזג האוויר לפני 12,000 שנה יכול לעזור לחזות שינויי אקלים עתידיים
by בריס ריי
סוף עידן הקרח האחרון, לפני כ -12,000 שנה, התאפיין בשלב קר אחרון שנקרא Dryas הצעיר יותר ...
הים הכספי אמור ליפול ב -9 מטרים ומעלה במאה הזו
הים הכספי אמור ליפול ב -9 מטרים ומעלה במאה הזו
by פרנק וסלינג 'ומתאו לטואדה
דמיין שאתה נמצא על החוף, משקיף אל הים. לפניך מונח 100 מטרים של חול צחיח שנראה כמו ...
ונוס הייתה עוד פעם כמו כדור הארץ, אך שינויי האקלים הפכו אותה לבלתי ראויה למגורים
ונוס הייתה עוד פעם כמו כדור הארץ, אך שינויי האקלים הפכו אותה לבלתי ראויה למגורים
by ריצ'רד ארנסט
אנו יכולים ללמוד הרבה על שינויי אקלים מוונוס, כוכב אחותנו. לנוגה יש כיום טמפרטורת שטח של ...
חמש אי אמונות באקלים: קורס התרסקות במידע מוטעה באקלים
חמשת אי האמונה באקלים: קורס התרסקות במידע מוטעה באקלים
by ג 'ון קוק
סרטון זה הוא קורס קריסה במידע מוטעה באקלים, המסכם את הטיעונים המרכזיים המשמשים להטלת ספק במציאות ...
הארקטי לא היה כל כך חם במשך 3 מיליון שנה וזה אומר שינויים גדולים עבור הפלנטה
הארקטי לא היה כל כך חם במשך 3 מיליון שנה וזה אומר שינויים גדולים עבור הפלנטה
by ג'ולי בריגהאם-גרט וסטיב פטיש
מדי שנה, כיסוי קרח הים באוקיאנוס הארקטי מצטמצם עד לנקודה נמוכה באמצע ספטמבר. השנה הוא מודד רק 1.44 ...

כתבות אחרונות

אנרגיה ירוקה2 3
ארבע הזדמנויות מימן ירוק למערב התיכון
by כריסטיאן טיי
כדי למנוע משבר אקלים, המערב התיכון, כמו שאר המדינה, יצטרך לשחרר את כלכלתו לחלוטין על ידי...
ug83qrfw
החסם העיקרי לתגובת דרישה צריך להסתיים
by ג'ון מור, על כדור הארץ
אם הרגולטורים הפדרליים יעשו את הדבר הנכון, ייתכן שלקוחות החשמל ברחבי המערב התיכון יוכלו בקרוב להרוויח כסף בזמן...
עצים לשתילה לאקלים2
לשתול עצים אלה כדי לשפר את חיי העיר
by מייק וויליאמס-רייס
מחקר חדש קובע אלונים חיים ושקמים אמריקאים כאלופים בין 17 "עצי סופר" שיעזרו להפוך ערים...
קרקעית הים הצפונית
מדוע עלינו להבין את הגיאולוגיה של קרקעית הים כדי לרתום את הרוחות
by נטשה בארלו, פרופסור חבר לשינוי סביבתי רבעוני, אוניברסיטת לידס
עבור כל מדינה שבורכה בגישה נוחה לים הצפוני הרדוד והסוער, רוח מהחוף תהיה המפתח למפגש רשת...
3 שיעורי אש בשדה קוצים לעיירות יער כאשר דיקסי פייר הורסת את גרינוויל ההיסטורית, קליפורניה
3 שיעורי אש בשדה קוצים לעיירות יער כאשר דיקסי פייר הורסת את גרינוויל ההיסטורית, קליפורניה
by בארט ג'ונסון, פרופסור לאדריכלות נוף, אוניברסיטת אורגון
שריפת שריפה בוערת ביער הרים חם ויבש שטפה את העיר Gold Rush, גרינוויל, קליפורניה, ב -4 באוגוסט,…
סין יכולה לעמוד ביעדי אנרגיה ואקלים המכסים את עוצמת הפחם
סין יכולה לעמוד ביעדי אנרגיה ואקלים המכסים את עוצמת הפחם
by אלווין לין
בפסגת האקלים של המנהיג באפריל, התחייב שי ג'ינפינג כי סין תשלוט בקפדנות בכוח הפחם ...
מים כחולים מוקפים דשא לבן מת
מפה עוקבת אחר 30 שנים של התכה שלג קיצונית ברחבי ארה"ב
by מיקיילה מייס-אריזונה
מפה חדשה של אירועי התכה שלג קיצוניים במהלך 30 השנים האחרונות מבהירה את התהליכים המניעים התכה מהירה.
מטוס משליך מעכב אש אדום על שריפת יער כשכבאים חונים לאורך כביש מביטים למעלה לשמיים הכתומים
המודל חוזה פרץ של 10 שנים של שריפה, ולאחר מכן ירידה הדרגתית
by חנה היקי-יו. וושינגטון
מבט על עתידם לטווח הארוך של שריפות היער מנבא פרץ ראשוני בן כעשור בערך של פעילות מדורות, ...

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

עמדות חדשות - אפשרויות חדשות

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | שוק InnerSelf
זכויות יוצרים © 1985 - פרסומי 2021 InnerSelf. כל הזכויות שמורות.