(加爾28日法新電)在法國加爾省的馬庫勒核電站,原子能和替代能源委員會(CEA)的研究人員運用核技術從廢舊電池、風力渦輪機和太陽能板中提取稀有金屬。
“我們正在研究如何存儲、轉換和輸送電力,使能源轉型變得更高效,”CEA新材料部門負責人洛考內特解釋道。
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但他指出,所有的電力轉換設備都需要歐盟所列出34種關鍵金屬中的多種金屬。
由於法國礦產資源幾乎全部依賴進口,因此該國祭出了這一重要戰略:從電器設備——即未來的“城市礦山”中回收稀有金屬和磁鐵,在工業上重新使用它們。
提供約35%礦產自主權
儘管如此,CEA低碳能源循環經濟經理普雷內警告:“在任何情況下,法國都無法靠這一回收舉措在礦產資源上自給自足、保障礦產主權。”
根據他的算法,金屬回收可以為歐洲在電池方面提供約35%的礦產自主權。
馬庫勒研究人員用來表徵或分離材料的技術主要來自原子科學的專業知識。
普雷內說:“核能在不知不覺中實現了70年的循環經濟,即所謂的燃料循環,也就是核燃料再處理和重複使用。”
洛考內特解釋:“得益於這裡開發的仿真工具,我們可以從磁鐵中再處理稀土元素。”
在實驗室中,遙控操作器在密封容器前通過厚達1公尺的窗戶使用大型鉗子,剪取受輻射的燃料棒。合金部分被放入熱酸性溶液中,待金屬溶解後就可以用有機溶劑和分離器來提取。
該技術適用於從電動汽車電池在碾碎後生成的“黑色物質”中提取鋰、鎳、鈷和石墨。
開發“熔融鹽”提取稀土
研究人員補充,馬庫勒核電站開發了“熔融鹽”技術,既能從已宣佈的第四代反應堆回收燃料,也能從磁鐵中提取釹等稀土元素。由於目前除了亞洲的生產廢料外,世界上幾乎沒有磁鐵回收站,這些技術尤為有價值。
在光伏領域,研究人員使用一種基於“超臨界流體”的技術。二氧化碳被用來分離並使太陽能電池板的電池單元膨脹,從中回收其中包含的硅和銀。
借“超臨界流體”去放射性物質
在核能領域,自2015年以來,處於超臨界狀態的水可以進入物質內部,有助於從液態金屬中去除放射性物質,以期在未來用於管理放射性廢物。
該技術是CEA努力了20多年的研究成果,用於回收風力渦輪機的葉片。高溫高壓下的水能夠“分解”風力渦輪機葉片和氫氣罐中的玻璃纖維或碳複合材料的聚合物鏈。
在純核能領域,CEA還在研究回收部分輻射性核裂變產物的可能性,既然這些屬於放射性廢物的產物都將被固化和永久埋藏,何不尋找方法將它們重新利用呢?
“它們含有非常稀有和昂貴的金屬,是由核反應本身產生的。”普雷內還提到了鈀、銠或釕等鉑族金屬。“我們已經開始研究如何提取它們。目前進展順利。”
普雷內說:“如果我們獲得許可回收並再利用銠,每年就能提取大約700公斤銠,相當於全球產量的近20%。”
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