Francusko-amerykańska chemiczka Marie Perrin stworzyła czystszy sposób recyklingu metali ziem rzadkich, zmniejszając ilość toksycznych odpadów i wspierając gospodarkę o obiegu zamkniętym dla niezbędnych zielonych technologii.
REKLAMA
Metale ziem rzadkich są niezbędne we wszystkim, od smartfonów i laptopów po turbiny wiatrowe i pojazdy elektryczne – ale ich wydobycie wiąże się z wysokimi kosztami środowiskowymi. Wydobycie jednej tony tych surowców może generować do 2000 ton toksycznych odpadów, w tym materiałów radioaktywnych. Francusko-amerykańska chemiczka Marie Perrin oferuje bardziej ekologiczne rozwiązanie. W ETH Zürich opracowała szybki, skalowalny proces odzyskiwania europu ze zużytych lamp fluorescencyjnych – bez zanieczyszczeń powodowanych przez konwencjonalne metody.
„Obecnie pracuję nad wprowadzeniem na rynek technologii, którą opracowałam podczas badań nad recyklingiem pierwiastków ziem rzadkich" – mówi Perrin. „Są w telefonie, komputerze i wielu zielonych technologiach, takich jak turbiny wiatrowe i samochody elektryczne. Mamy rozwiązanie [...] pozwalające pozyskiwać te metale z tych samych odpadów, które produkujemy” – mówi.
Innowacja ta zapewniła jej miejsce wśród dziesięciu innowatorów w konkursie Europejskiego Urzędu Patentowego 2025 Young Inventors Prize.
Złote rozwiązanie dla toksycznych odpadów
Zgłoszony do opatentowania proces rozpoczyna się od demontażu lamp w celu bezpiecznego wydobycia proszku fosforowego i usunięcia rtęci. Proszek jest rozpuszczany w kwasie, a następnie łączony z cząsteczkami na bazie siarki, które wywołują reakcję redoks. Powstaje bogaty w europ złoty osad, podczas gdy inne pierwiastki, takie jak itr, pozostają w roztworze. Ciało stałe jest filtrowane, poddawane działaniu szczawianu amonu w celu regeneracji ekstrahenta, a następnie przekształcane w nadający się do użytku tlenek europu.
Metoda ta zmniejsza również zapotrzebowanie na toksyczne rozpuszczalniki i umożliwia ponowne wykorzystanie chemikaliów w obiegu zamkniętym. „Nasz wynalazek pozwala nam skuteczniej rozdzielać te elementy. I pracujemy z odpadami, aby krytyczne metale nie zostały wyrzucone” – mówi.
Pasja z dzieciństwa przerodziła się w globalną misję
Urodzona w Stanach Zjednoczonych i wychowana w Tuluzie Perrin od najmłodszych lat interesowała się chemią – nie tylko dlatego, że oboje jej rodzice są naukowcami. „Moja mama jest chemiczką i wcześnie podzieliła się ze mną swoją pasją do chemii, co mocno ukierunkowało moje późniejsze studia” – mówi, patrząc w przeszłość.
Doktorat Perrin na ETH Zürich rozpoczął się od pracy nad oczyszczaniem wody, a nie separacją metali ziem rzadkich, ale zmiana nastąpiła na wczesnym etapie projektu, kiedy wraz z promotorem, profesorem Victorem Mougelem, Perrin odkryła, że „cząsteczki, których używaliśmy, można wykorzystać do separacji metali ziem rzadkich”.
Dzięki wsparciu Biura Transferu Technologii ETH Perrin złożyła wniosek patentowy, opublikowała swoje odkrycia w czasopiśmie naukowym Nature i wraz z Mougelem i wieloletnią przyjaciółką Marią Pujos założyła szwajcarski startup REEcover.
Pomimo tego, że REEcover może pochwalić się zrównoważonym rozwojem, nie wszystko poszło gładko. „Skontaktowaliśmy się z wieloma firmami, ale na początku mieliśmy trudności z wywarciem wpływu” – wspomina Perrin. „Kiedy zaczęliśmy nawiązywać kontakty, zdaliśmy sobie sprawę, że wiele branż nie ma władzy nad swoim łańcuchem dostaw”.
Rozszerzenie na nowe źródła metali ziem rzadkich
Początkowo koncentrujący się na lampach REEcover rozszerza obecnie swoją działalność na odzyskiwanie metali ziem rzadkich z magnesów używanych w pojazdach elektrycznych i elektronice. Zespół prowadzi badania potwierdzające mające na celu dostosowanie metody do innych strumieni odpadów, dążąc do popchnięcia przemysłu w kierunku modeli cyrkularnych.
Dla Perrin nie jest to nauka dla samej nauki. „Nasze pokolenie stoi przed wieloma wyzwaniami, od globalnych pandemii po zmiany klimatu” – mówi. „Jeśli masz pomysł, bądź odważny, kreatywny i przesuwaj granice ludzkiej wiedzy”.