En un esfuerzo por ayudar a desarrollar un suministro doméstico sostenible de elementos de tierras raras y disminuir la dependencia de los Estados Unidos de China para materiales que son vitales para la producción de electrónica, turbinas eólicas y muchas otras tecnologías, dos investigadores del Instituto Politécnico de WorcesterWPI han desarrollado un método para extraer tierras raras de las unidades de accionamiento y motores de automóviles eléctricos e híbridos desechados.
Con el apoyo del Centro de Recuperación y Reciclaje de Recursos de WPI CR3, Marion Emmert, profesora asistente de química, ingeniería química e ingeniería mecánica en WPI, y su compañero postdoctoral HM Dhammika Bandara realizan investigaciones en Gateway Park de WPI en un laboratorio especialmente equipado, una de las únicas instalaciones de este tipo en la nación.
Trabajando allí, el par ha creado el método novedoso para procesar unidades de accionamiento y motores eléctricos para separar químicamente elementos de tierras raras, específicamente neodimio, disprosio y praseodimio, de otros materiales utilizados para fabricar los dispositivos. El objetivo es reciclartierras raras que de otro modo se perderían de manera sostenible y eficiente.
Para probar el proceso, los investigadores de WPI cortaron la unidad de transmisión que contiene el motor eléctrico y otros componentes del tren de transmisión de un vehículo Chevrolet Spark totalmente eléctrico en varias piezas y luego las trituraron.proceso de extracción química, pudieron separar los elementos de tierras raras y también recuperar otros materiales reciclables, incluidas las virutas de acero y otros materiales útiles de las unidades de accionamiento.
Los investigadores dicen que la tecnología tiene el potencial de ser una fuente alternativa de tierras raras, lo que podría disminuir la necesidad de importar estos elementos vitales de China, que actualmente suministra alrededor del 97 por ciento de las tierras raras utilizadas en la fabricación. Además, dado que los imanes contienenlas tierras raras se utilizan en una amplia gama de tecnologías, incluidos motores eléctricos, turbinas eólicas y dispositivos de imágenes médicas, incluidos escáneres de resonancia magnética, los fabricantes podrían mejorar la sostenibilidad de sus productos reciclando estos materiales.
"El hecho de que China tenga la mayoría de las instalaciones de separación operables en el mundo es un gran problema para Estados Unidos", dijo Emmert. "Los grandes fabricantes de automóviles dependen de los imanes compuestos por estos elementos para la producción de automóviles, por lo que es realmentecrítico para que las tecnologías de recuperación y separación de tierras raras se arraiguen aquí "
Emmert también señaló que Estados Unidos no ha invertido en la recuperación de tierras raras durante mucho tiempo. "En los últimos 20 años, Estados Unidos ha perdido conocimiento y experiencia sobre cómo extraer, recuperar y separar estos materiales", dijo.Emmert: "Esperamos que eso comience a cambiar y que Estados Unidos se vuelva menos dependiente de los países extranjeros para recuperar elementos de tierras raras".
El departamento de Propiedad Intelectual e Innovación de WPI ha presentado una patente provisional sobre la tecnología de recuperación, y está comenzando a comercializar la tecnología con la esperanza de encontrar un licenciatario.
La investigación se remonta a la primavera de 2014, cuando WPI fue nombrada la institución líder en un premio de $ 7.4 millones, multiuniversitario del Ejército de EE. UU. Que apoyó el desarrollo de nuevos métodos metalúrgicos y nuevas aleaciones livianas para ayudar a los militares a construir másvehículos y sistemas efectivos y duraderos. Parte de esa investigación exploró métodos para extraer elementos de tierras raras de minerales encontrados fuera de China y para recuperar esos elementos de materiales reciclados.
El artículo de Emmert y Bandara sobre reciclaje de tierras raras, titulado Recuperación de tierras raras de motores al final de la vida útil que emplea principios de diseño de química verde, se publicó recientemente en Química verde .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico de Worcester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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