Корея импортирует 95% своих основных минералов, таких как литий, никель и редкоземельные элементы. Редкоземельные элементы, в частности, характеризуются химическими, электрическими, магнитными и люминесцентными свойствами, которые могут быть достигнуты путем добавления лишь небольшого количества, и их использование в качестве основных материалов в последнее время значительно возросло в экологически чистой автомобильной промышленности и в сфере возобновляемой энергии.

Китай, крупный производитель редких металлов, контролирует поставки посредством своей стратегии превращения ресурсов в оружие, оказывая огромное давление на отечественную промышленность.

Доктор Чжэ-Ву Чой и его команда из Центра исследований круговорота воды Корейского института науки и технологий (KIST) разработали восстанавливающий материал на основе волокон, который может с высокой эффективностью извлекать редкоземельные металлы, такие как неодим (Nd) и диспрозий (Dy).

Результаты опубликованы в журнале Advanced Fiber Materials.

Ожидается, что новый материал будет способствовать решению проблем поставок редкоземельных металлов и промышленной стабильности за счет восстановления и переработки редкоземельных металлов (неодим-железо-бор (Nd-Fe-B)), которые в основном используются в постоянных магнитах третьего поколения, являющихся важнейшими компонентами в электромобилях, гибридных приводных двигателях транспортных средств, ветроэнергетике, робототехнике и аэрокосмической промышленности.

Исследователи KIST разработали наноструктурированный композитный волокнистый материал, состоящий из металлоорганических структур и полимерных акриловых волоконных композитных волокон для эффективного извлечения редкоземельных металлов. Адсорбционный материал основан на акриловых волокнах, которые уже широко используются в Корее, и является экономичным и производительным.

Исследователи ожидают, что разработанный материал найдет широкое применение в промышленности, поскольку он легко адсорбирует редкоземельные элементы из жидких отходов, облегчая их восстановление.

Разработанный волокнистый материал показал адсорбционную способность 468,60 мг/г для неодима и 435,13 мг/г для диспрозия, самую высокую в мире. Это значительно выше, чем у обычных адсорбционных материалов, и может применяться в простых реакторах, что может значительно повысить энергоэффективность процесса восстановления.

Команда ожидает, что материал сможет эффективно извлекать редкоземельные металлы не только из отходов постоянных магнитов , но и из различных промышленных сточных вод, содержащих редкоземельные металлы , таких как шахтный дренаж. В частности, его легкая модификация поверхности делает его применимым к широкому спектру промышленных сточных вод, и ожидается, что он станет технологической альтернативой для обеспечения ресурсов редких металлов.

«Высокоэффективный материал для извлечения редкоземельных металлов, разработанный в этом исследовании, представляет собой технологию, которая может заменить существующие гранулированные адсорбционные материалы, показывая превосходные результаты с точки зрения производительности, экономичности и применимости, что оживит экосистему добычи полезных ископаемых из отходов цифровой инфраструктуры и имеет большой потенциал для промышленного применения за счет переработки ресурсов», — сказал доктор Чжэ-Ву Чой из KIST.

«В будущем технология может быть расширена для выборочного извлечения различных полезных ресурсов, включая редкоземельные элементы, из промышленных сточных вод, что будет способствовать достижению углеродной нейтральности и развитию отраслей, связанных с редкоземельными элементами, как в верхнем, так и в нижнем сегменте рынка», — сказал доктор Ёнгкюн Чон.