Jäte, joka onkin resurssi
Kivihiilen tuhka, punainen liete ja kaivosten rikastushiekka nähdään yleensä varastoitavina ongelmina. Ne sisältävät myös materiaaleja, joita maailma haluaa: piidioksidia, harvinaisia maametalleja ja muita kriittisiä mineraaleja.
Yksi arvio asettaa 11 miljoonaa tonnia harvinaisia maametalleja Yhdysvaltain kivihiilituhkakaatopaikoille, arvoltaan noin 8,4 miljardia dollaria. Se on lähes kahdeksan kertaa maan nykyiset kotimaiset raaka-varannot. Harvinaiset maametallit ovat magneeteissa, elektroniikassa, akuissa ja puolustusvälineissä, ja Yhdysvallat tuo suurimman osan käyttämästään.
Kemiaa lainataan eläviltä olennoilta
Worcester Polytechnic Instituten johtama tutkimusryhmä on saanut 3,3 miljoonan dollarin apurahan National Science Foundationilta testatakseen puhtaampaa tapaa saada nämä mineraalit talteen. Viisivuotista hanketta johtaa Mingjiang Tao, ja Carrick Eggleston ja Yan Wang ovat varapäätutkijoita, ja tutkijoita neljästä muusta yliopistosta osallistuu.
Idea tulee luonnosta. Piilevät, merisienet ja jotkin kasvit rakentavat monimutkaisia piidioksidirakenteita biologisten molekyylien ja orgaanisten tukirakenteiden avulla, miedoissa lämpötiloissa ja ilman ankaraa kemiaa. Ryhmä haluaa kopioida tätä käyttäytymistä hajottaakseen piidioksidipitoista jätettä paljon vähemmällä energialla kuin nykyiset sulatus- ja liuotusmenetelmät.
Työ kattaa biosilikaation, biopohjaisen metallurgian ja reaktiotiet, jotka liuottavat ja rakentavat uudelleen silikaattimateriaaleja. Laskennallista mallinnusta ja tekoälyä käytetään biomolekyylien suunnitteluun ja niiden käyttäytymisen ennustamiseen.
Jätekasasta tuotteeksi
Suunnitelma ei ole vain vapauttaa harvinaisia maametalleja. Tutkijat haluavat käyttää mahdollisimman paljon kustakin jätevirrasta ja muuttaa jäljelle jäävän piidioksidin markkinakelpoisiksi tuotteiksi, kuten lasiksi, keramiikaksi ja silikonimateriaaleiksi.
Jos se toimii laajassa mittakaavassa, lähestymistapa voisi vähentää riippuvuutta uudesta kaivostoiminnasta, pienentää materiaalituotannon ympäristöjalanjälkeä ja vahvistaa kriittisten mineraalien kotimaisia toimituksia. Ryhmä tutkii myös, onko prosessi taloudellisesti järkevä teollisuudelle.
Metallurginen kuona ja betonijäte ovat syöttöaineiden listalla, mikä tarkoittaa, että menetelmää voitaisiin kokeilla laajalla valikoimalla teollisuuden jäänteitä eikä vain kivihiilivoimaloissa. Opiskelijat osallistuvat WPI:n immersiivisen tutkimusohjelman kautta.
---Sintratut pronssi- ja rautalaakerit suurivolyymisiin koneisiin
Jauhemetallurgia muuttaa metallijauheen suoraan valmiiksi laakeriksi yhdessä puristus- ja sinttaussyklissä — lähes nettomuotoinen, lähes ei lastuamisjätettä ja toleranssit, jotka pysyvät vakaina miljoonien osien tuotannossa. Soperbin sintratut laakerit valmistetaan raudasta, rauta-kuparista, tinapronssista ja ruostumattomasta teräksestä (SS-304L), ja niissä on hallittu huokoisuus, joka varastoi voiteluöljyn metallin sisään koko eliniäksi: itsestään voitelevat holkit, jotka käyvät hiljaisesti moottoreissa, pumpuissa, puhaltimissa, sähkötyökaluissa, vaihdelaatikoissa ja autokokoonpanoissa, ilman huollettavaa öljyjohtoa. Laadut on luetteloitu DIN-, MPIF-, JIS-, AMES- ja BSI BS 5600 -standardien mukaan, mukaan lukien grafiitti- ja kuparilaadut suurille kuormille ja korkeille lämpötiloille. Käy osoitteessa www.pmsnt.com valitaksesi laadun standardin, kuorman tai akselikoon mukaan.