Cientistas da Australian National University (ANU) estão se inspirando nas plantas para desenvolver novas técnicas para separar e extrair minerais, metais e nutrientes valiosos de águas residuais ricas em recursos.
Os pesquisadores da ANU estão adaptando os ‘mecanismos de separação de membrana’ das plantas para que possam ser incorporados em novas tecnologias de reciclagem de águas residuais. Essa abordagem oferece uma solução sustentável para ajudar a gerenciar os recursos necessários para a segurança alimentar, energética e hídrica do mundo, fornecendo uma maneira de colher, reciclar e reutilizar recursos valiosos de metais, minerais e nutrientes de resíduos líquidos.
A tecnologia pode beneficiar uma série de indústrias, como agricultura, aquicultura, dessalinização, reciclagem de baterias e mineração. Também pode ajudar as empresas a repensar sua abordagem de como lidar com os resíduos, criando uma maneira de extrair valor das águas residuais. A pesquisa também tem implicações para áreas propensas a inundações e secas em toda a Austrália.
Estima-se que as águas residuais globais contenham três milhões de toneladas métricas de fósforo, 16,6 milhões de toneladas métricas de nitrogênio e 6,3 milhões de toneladas métricas de potássio. A recuperação desses nutrientes das águas residuais poderia compensar 13,4% da demanda agrícola global por esses recursos.
As moléculas de amônia e hidrogênio, entre outras, incorporadas nas águas residuais, poderiam fornecer eletricidade para 158 milhões de residências.
“As águas residuais do mundo contêm uma confusão confusa de recursos que são incrivelmente valiosos, mas apenas em sua forma pura. Um grande desafio que os pesquisadores enfrentam é descobrir como extrair com eficiência esses minerais, metais e nutrientes valiosos, mantendo sua pureza”, cientista de plantas da ANU disse a professora associada Caitlin Byrt.
“A indústria de mineração australiana, por exemplo, gera mais de 500 milhões de toneladas de resíduos por ano, e esses resíduos são ricos em recursos como cobre, lítio e ferro. Mas, no momento, os resíduos líquidos são apenas um problema; não podem ser descartados e não pode ser usado, é apenas desperdício, a menos que cada recurso possa ser separado de forma pura.
“Este é particularmente o caso no espaço de reciclagem de baterias; você tem uma fonte enorme e rica de lítio dentro de baterias mortas, mas ainda não podemos extraí-lo ou reutilizá-lo com eficiência. A coleta de recursos de resíduos industriais e urbanos é um passo fundamental para a transição para uma economia verde circular e a construção de um futuro sustentável, além de reduzir nossa pegada de carbono.”
Os pesquisadores investigaram os mecanismos moleculares especializados que ajudam as plantas a reconhecer e separar diferentes moléculas de metais, minerais e nutrientes contidas no solo, permitindo-lhes separar o bom do ruim – um processo biológico essencial necessário para seu crescimento e desenvolvimento.
“Recursos como boro, ferro, lítio e fósforo são usados em tecnologias de baterias e as plantas são mestres em separar esses tipos de recursos”, disse o professor associado Byrt.
A amônia, um composto usado para criar fertilizantes e um material essencial na produção agrícola, é outro recurso importante que os cientistas procuram extrair de soluções de resíduos líquidos.
“Os custos dos fertilizantes estão disparando, o que coloca muita pressão sobre os agricultores australianos para poderem pagar esses preços mais altos e, no entanto, estamos desperdiçando grandes proporções dessas moléculas e isso está causando problemas ambientais”, disse o professor associado Byrt.
“A amônia também é uma molécula de armazenamento crítica para combustíveis de hidrogênio. Portanto, à medida que continuamos a desenvolver indústrias de combustível de hidrogênio, haverá um aumento na demanda por amônia para uso como molécula de armazenamento, porque é assim que a indústria de combustível de hidrogênio será capaz de transportar o hidrogênio armazenado e, finalmente, usá-lo como uma fonte potencial de combustível para abastecer carros e outras tecnologias”.
O professor associado Byrt disse que os avanços na tecnologia de separação de precisão também podem oferecer segurança às comunidades propensas a inundações e secas em toda a Austrália, fornecendo-lhes acesso portátil, seguro e confiável a água potável em face do agravamento dos eventos climáticos como resultado da mudança climática .
“A água limpa e a segurança dos recursos nutricionais sustentam a produtividade agrícola. O desenvolvimento de tecnologias para administrar esses recursos de forma sustentável é essencial para a segurança alimentar na Austrália e no mundo”, disse ela.
Com informações de Science Daily.
