Percée révolutionnaire : les bactéries contribuent à l'économie circulaire des terres rares
Recyclage des terres rares par la biomasse : Des souches de cyanobactéries non étudiées jusqu'à présent peuvent adsorber les métaux.
Les métaux des terres rares sont essentiels à d'innombrables applications de haute technologie. En collaboration avec l'université des sciences appliquées de Kaiserslautern, une équipe de recherche de l'université technique de Munich (TUM) a réussi à recycler ces métaux précieux à partir de solutions aqueuses en utilisant des souches de bactéries qui n'avaient pas encore été étudiées.
Le professeur Thomas Brück prélève des échantillons dans le photobioréacteur de la chaire Werner Siemens de biotechnologie synthétique. Les chercheurs ont utilisé ces bioréacteurs pour produire la biomasse des souches de cyanobactéries pour l'étude.
© Andreas Heddergott / TUM
Turbines éoliennes, convertisseurs catalytiques, câbles optiques et écrans plasma : Ils contiennent tous des métaux des terres rares. Comme ces 17 éléments métalliques sont indispensables aux technologies modernes, leur coût et leur demande ne cessent d'augmenter. Les gisements exploitables sont limités et la production est souvent difficile et nuisible à l'environnement. Recycler ces ressources aussi efficacement que possible, par exemple en les récupérant dans les eaux usées industrielles générées dans des domaines tels que l'exploitation minière, l'électronique et les catalyseurs chimiques, est clairement bénéfique.
Les chercheurs de la TUM ont rapproché ces métaux recherchés d'un grand pas vers une économie circulaire : Les scientifiques ont étudié plusieurs souches de cyanobactéries pour déterminer leur capacité à adsorber les métaux des terres rares à partir de solutions aqueuses - et ils ont réussi. "Un autre grand avantage est que le processus est réversible", explique le professeur Thomas Brück, de la chaire Werner Siemens de biotechnologie synthétique de la TUM. "Cela signifie que nous pouvons éliminer les métaux de la solution par lavage, puis réutiliser la biomasse."
Des bactéries trouvées dans des habitats extrêmes
Brück et ses collègues ont déterminé le potentiel de douze souches de cyanobactéries pour ce que l'on appelle la "biosorption" des métaux des terres rares que sont le lanthane, le cérium, le néodyme et le terbium. La majorité de ces souches n'avaient jamais été étudiées du point de vue de leur potentiel biotechnologique. On les trouve dans des habitats soumis à des conditions environnementales difficiles, par exemple dans les déserts de Namibie, les lacs de soude du Tchad, les crevasses rocheuses d'Afrique du Sud et les cours d'eau pollués de Suisse.
Comme les scientifiques l'ont démontré lors de tests en laboratoire, les cyanobactéries étudiées sont capables d'adsorber des quantités de métaux de terres rares équivalentes à dix pour cent de leur masse sèche. L'auteur principal, Michael Paper, explique : "La biomasse des cyanobactéries contient une forte proportion de composés de sucre à charge négative. Ceux-ci attirent les ions métalliques chargés positivement qui sont alors liés à la biomasse."
Rapide et efficace
Les chercheurs ont également observé que la biosorption des métaux des terres rares par les cyanobactéries est même possible avec de faibles concentrations de ces métaux. Le processus est également rapide : Ainsi, par exemple, la plupart du cérium contenu dans une solution était lié dans les cinq minutes suivant le début de la réaction.
Dans un projet ultérieur, les scientifiques prévoient de mener d'autres expériences à plus grande échelle afin d'améliorer encore l'application industrielle des résultats.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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