Comment les plantes inspirent de nouvelles façons d’extraire de la valeur des eaux usées


Des scientifiques de l’Université nationale australienne (ANU) s’inspirent des plantes pour développer de nouvelles techniques permettant de séparer et d’extraire les précieux minéraux, métaux et nutriments des eaux usées riches en ressources.

Les chercheurs de l’ANU adaptent les «mécanismes de séparation membranaire» des plantes afin qu’ils puissent être intégrés dans les nouvelles technologies de recyclage des eaux usées. Cette approche offre une solution durable pour aider à gérer les ressources nécessaires à la sécurité alimentaire, énergétique et hydrique mondiale en fournissant un moyen de récolter, recycler et réutiliser les précieuses ressources en métaux, minéraux et nutriments des déchets liquides.

La technologie pourrait bénéficier à une gamme d’industries telles que l’agriculture, l’aquaculture, le dessalement, le recyclage des batteries et l’exploitation minière. Cela pourrait également aider les entreprises à repenser leur approche de la gestion des déchets en créant un moyen d’extraire de la valeur des eaux usées. La recherche a également des implications pour les zones sujettes aux inondations et à la sécheresse à travers l’Australie.

On estime que les eaux usées mondiales contiennent trois millions de tonnes métriques de phosphore, 16,6 millions de tonnes métriques d’azote et 6,3 millions de tonnes métriques de potassium. La récupération de ces nutriments à partir des eaux usées pourrait compenser 13,4 % de la demande agricole mondiale pour ces ressources.

Les molécules d’ammoniac et d’hydrogène, entre autres, qui sont incorporées dans les eaux usées pourraient fournir de l’électricité à 158 millions de foyers.

« Les eaux usées du monde contiennent un mélange confus de ressources qui sont incroyablement précieuses, mais uniquement sous leur forme pure. Un grand défi auquel les chercheurs sont confrontés est de trouver comment extraire efficacement ces précieux minéraux, métaux et nutriments tout en conservant leur pureté », a déclaré le phytotechnicien de l’ANU. a déclaré le professeur agrégé Caitlin Byrt.

“L’industrie minière australienne, par exemple, crée plus de 500 millions de tonnes de déchets par an, et ces déchets sont riches en ressources comme le cuivre, le lithium et le fer. Mais pour le moment, les déchets liquides ne sont qu’un problème ; ils ne peuvent pas être déversés. et il ne peut pas être utilisé. Ce n’est que du gaspillage à moins que chaque ressource ne puisse être séparée sous une forme pure.

“C’est particulièrement le cas dans le domaine du recyclage des batteries ; vous avez cette énorme et riche source de lithium à l’intérieur des batteries mortes, mais nous ne pouvons pas encore l’extraire ou la réutiliser efficacement. La récolte des ressources des déchets industriels et urbains est une étape clé vers la transition à une économie verte circulaire et à la construction d’un avenir durable, tout en réduisant notre empreinte carbone.”

Les chercheurs ont étudié les mécanismes moléculaires spécialisés qui aident les plantes à reconnaître et à séparer différentes molécules métalliques, minérales et nutritives contenues dans le sol, leur permettant de trier le bon du mauvais – un processus biologique essentiel nécessaire à leur croissance et à leur développement.

“Des ressources telles que le bore, le fer, le lithium et le phosphore sont utilisées dans les technologies de batteries et les usines sont passées maîtres dans l’art de séparer ces types de ressources”, a déclaré le professeur agrégé Byrt.

L’ammoniac, un composé utilisé pour créer des engrais et un matériau essentiel dans la production agricole, est une autre ressource clé que les scientifiques cherchent à extraire des solutions de déchets liquides.

“Les coûts des engrais explosent, ce qui met beaucoup de pression sur les agriculteurs australiens pour pouvoir se permettre ces prix plus élevés et pourtant nous gaspillons d’énormes proportions de ces molécules et cela cause des problèmes environnementaux”, a déclaré le professeur agrégé Byrt.

“L’ammoniac est également une molécule de stockage essentielle pour les carburants à hydrogène. Ainsi, à mesure que nous continuerons à développer les industries de l’hydrogène, il y aura une augmentation de la demande d’ammoniac à utiliser comme molécule de stockage, car c’est ainsi que l’industrie de l’hydrogène pourra transporter l’hydrogène stocké et finalement l’utiliser comme source de carburant potentielle pour alimenter les voitures et d’autres technologies.”

Le professeur agrégé Byrt a déclaré que les progrès de la technologie de séparation de précision pourraient également offrir une sécurité aux communautés sujettes aux inondations et à la sécheresse à travers l’Australie en leur fournissant un accès portable, sécurisé et fiable à de l’eau potable face à l’aggravation des événements météorologiques à la suite du changement climatique. .

“L’eau propre et la sécurité des ressources nutritives sous-tendent la productivité agricole. Le développement de technologies pour gérer durablement ces ressources est essentiel pour la sécurité alimentaire en Australie et dans le monde”, a-t-elle déclaré.

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