Dimitri Reijerman 02 oktober 2015, 10:15

Onderzoekers recyclen aardmetalen uit elektromotoren

Onderzoekers van het Worcester Polytechnic Institute hebben een methode ontwikkeld om aardmetalen terug te winnen uit afgedankte elektromotoren van elektrische en hybride auto’s. De efficiëncy zou op 80 procent liggen.

13814213893 40281fbb23 k

Wetenschappers Marion Emmert en Dhammika Bandara gebruiken de aandrijfsystemen en elektromotoren voor het recyclen van aardmetalen. Na de onderdelen door een shredder te hebben gehaald, worden met een chemisch extractieproces in twee stappen de zeldzame aardmetalen teruggewonnen. Het gaat om neodymium, dysprosium en praseodymium. Daarnaast wordt ook staal verkregen dat geschikt is voor hergebruik.

De onderzoekers zeggen uit afgedankte elektromotoren circa 80 procent van de aardmetalen terug te kunnen winnen. Bij het proces is in een stap verhitting van het bronmateriaal nodig, maar de overige stappen kunnen bij kamertemperatuur uitgevoerd worden. Daarmee is het proces weinig energie-intensief. De onderzoekers gaan nu op zoek naar een partner die de gepatenteerde recyclemethode op grote schaal wil gaan toepassen.

Cruciale grondstoffen

Zeldzame aardmetalen zijn cruciaal voor allerhande moderne technologie, waaronder windmolens en de accu's en aandrijving van elektrische auto's. Landen als de Verenigde Staten zijn voor de import van deze grondstoffen vrijwel geheel afhankelijk van China, mede doordat er nauwelijks aardmetalen gewonnen werden uit afgedankte apparaten. De onderzoekers hopen het tij te keren door met nieuwe technologie dit proces te vergemakkelijken.

Bron: Worcester Polytechnic Institute | Foto: Brücke-Osteuropa (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Nagebootst enzym voor groene kunstmest op industriële schaal

Bodemorganismen in de natuur zetten het stikstofgas uit de lucht met alleen zonnewarmte om in voedingstoffen voor planten, terwijl kunstmestfabrieken voor hetzelfde proces ruim 1 procent van de wereldwijde energieproductie verbruiken.“Natuurlijke systemen zijn veel en veel milieuvriendelijker dan het industriële proces om ammoniak te maken”, zegt Patrick Holland, chemieprofessor aan Yale. Onderzoek van Holland en zijn collega’s naar biologische enzymen, die stikstof uit de lucht vastleggen, heeft een katalysator opgeleverd die de natuur goed en efficiënt nabootst.Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.Opschalen en lokaal producerenDrie procent van al het aardgas, of ruim 1 procent van het wereldwijde totale energieverbruik, gaat op in de productie van stikstofkunstmest. Vooral het breken van de sterke chemische binding van stikstofgas kost veel energie.Bij hoge temperatuur en druk zetten industriële Haber-Bosch-reactoren het stikstofgas met waterstof om in ammoniak, de hoofdgrondstof van kunstmest. Dit proces is alleen op grote schaal te bedrijven, liefst op locaties waar veel fossiele energie beschikbaar is.Met de nieuwe katalysator hoopt Holland compactere reactor te maken waarmee boeren tegen aantrekkelijke kosten op het eigen erf kunstmest kunnen produceren. Dat scheelt direct een groot aantal transportbewegingen.Bron: Yale, C2W | Foto: Sir Mildred Pierce (header) & eutrophication&hypoxia (side), via Flickr Creative Commons (Cropped by Duurzaambedrijfsleven)