До сих пор вам были известны различные продукты питания, созданные с помощью бактерий, но исследователи из Эдинбургского университета ставят перед этими микроорганизмами новые задачи. Да, в недавнем исследовании они обнаружили, что генно-модифицированные бактерии могут извлекать минералы из использованных батарей электромобилей . Исследование проводится при поддержке партнеров — Инновационного центра промышленной биотехнологии (IBioIC) и инициативы по повторному использованию и переработке литий-ионных батарей (ReLiB) Бирмингемского университета. Вместе они стремятся масштабировать это направление, чтобы сократить огромное количество отходов, образующихся в результате утилизации литий-ионных батарей.
Эксперты в области устойчивых биотехнологий под руководством профессора Луизы Хорсфолл из Эдинбургского университета изучают интересную концепцию. Их цель — разработать биотехнологический процесс переработки , использующий бактерии для извлечения важнейших металлических соединений из литий-ионных батарей . Благодаря извлечению и переработке этих ценных элементов, таких как кобальт, марганец, никель и литий, открывается многообещающая возможность: создание в Соединенном Королевстве инновационной цепочки поставок перезаряжаемых автомобильных батарей.
Для достижения промышленного потенциала проекту оказывает помощь Инновационный центр промышленной биотехнологии (IBioIC) . Для усовершенствования процесса в более крупном биореакторе IBioIC использует возможности своего центра FlexBio в Эдинбурге. Кроме того, для тщательного отбора и модификации бактерий , гарантирующих их эффективность в более крупных масштабах, используется Геномная лаборатория Эдинбургского университета.
Инициатива по повторному использованию и переработке литий-ионных батарей (ReLiB) , финансируемая Институтом Фарадея, возглавляется Бирмингемским университетом. Эта инициатива является частью более масштабных усилий по развитию науки об электрохимическом хранении энергии, повышению квалификации специалистов, анализу рынка и коммерциализации на ранних стадиях в Великобритании. Последние исследования вносят значительный вклад в это направление.
Профессор Хорсфолл, заведующий кафедрой устойчивых биотехнологий Эдинбургского университета, сказал: «Мы часто читаем об инициативах по снижению стоимости батарей для электромобилей и повышению их производительности, но по мере роста рынка экологически чистого транспорта нам также необходимо учитывать, что происходит с технологией после того, как она перестает быть пригодной для использования».
«Этот проект направлен на использование передовых экологически устойчивых биотехнологий для решения этой проблемы и, в свою очередь, для извлечения наиболее ценных металлов, которые могут быть возвращены в отрасль на ранних этапах производства автомобилей», — добавил профессор Хорсфолл.
Профессор продолжил: «Работа Эдинбургской геномной лаборатории по отбору наиболее эффективных бактерий в сочетании с опытом масштабирования, который мы получили благодаря IBioIC, означает, что мы движемся в правильном направлении к превращению исследовательской идеи в промышленную реальность».
Разработка
Для воссоздания естественного биологического процесса бактерии вводятся в выщелачиваемый из батареи материал через ферментер. Выщелачиваемый из батареи материал — это жидкость, остающаяся после начальных этапов обработки. Этот метод позволяет бактериям генерировать наноразмерные металлические частицы, образуя осадок, который легко отделить и отфильтровать от оставшейся жидкости. В настоящее время команда проводит испытания материала, извлеченного из ранее использованной батареи электромобиля Nissan Leaf.
Потребность часа
В связи с истощением запасов и ресурсов металлов, используемых в батареях, значительное количество сырьевых минералов теперь будет находиться в существующих батареях . В настоящее время большая часть металлов, используемых в батареях электромобилей, импортируется. Однако, поскольку стало ясно, что генно-модифицированные бактерии могут извлекать минералы из использованных батарей электромобилей, то, благодаря разработке альтернативных методов переработки , можно создать более устойчивую систему поставок материалов в Великобритании.
Согласно данным Европейской ассоциации автопроизводителей (ACEA) , в первой половине 2023 года электромобили (EV) занимали значительную долю в 16.9% на общем рынке новых автомобилей. Это достижение ставит Великобританию в число ведущих европейских стран по объему продаж электромобилей.
Поскольку рынок продолжает расширяться, становится важным внедрение инициатив, которые могут снизить растущую нагрузку на цепочку поставок и эффективно организовать надлежащую утилизацию использованных батарей по окончании срока их службы.
Директор по взаимодействию с бизнесом в IBioIC, доктор Лиз Флетчер , сказала: «Этот проект — прекрасный пример того, как биотехнологии могут быть использованы для повышения экологичности повседневных товаров и услуг, таких как автомобили и транспорт».
«Никто не хочет, чтобы литий-ионные батареи оказывались на свалке, поэтому важно изучать различные способы их повторного использования и переработки. Разрабатываемый здесь метод имеет двойную ценность: помимо того, что он является способом утилизации отходов без использования нефтехимических продуктов, он также может помочь восстановить цепочку поставок редких металлов и будущую систему производства батарей», — добавил доктор Флетчер.
Источник : Генно-модифицированные бактерии могут перерабатывать важнейшие минералы из батарей электромобилей.
