به گزارش تجارت نیوز، با افزایش چشمگیر تقاضا برای مواد معدنی حیاتی در صنایع پیشرفته، از تولید نیمههادیها و باتریها گرفته تا تجهیزات دفاعی و هوافضا، چالش تامین پایدار این عناصر بیش از هر زمان دیگری خودنمایی میکند. در این میان، شرکت Supra Elemental Recovery، یک استارتاپ آمریکایی برخاسته از دانشگاه تگزاس در آستین، رویکردی نوآورانه را معرفی کرده که هدف آن استخراج مواد معدنی کمیاب و باارزش از جریانهای زباله داخلی آمریکا است؛ منبعی که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته بود.
تمرکز بر استخراج مواد معدنی حیاتی از زباله
شرکت Supra Elemental Recovery اعلام کرده قصد دارد عناصری مانند لیتیوم، کبالت، گالیوم و اسکاندیم را از پسماندهای معدنی، محصولات جانبی صنعتی و زبالههای الکترونیکی بازیابی کند. این مواد نقش کلیدی در تولید تراشههای الکترونیکی، باتریهای پیشرفته، آهنرباهای صنعتی و سامانههای دفاعی دارند.
این استارتاپ با دریافت ۲۵۰ هزار دلار سرمایهگذاری پیش از مرحله بذرپاشی از صندوق بذر UT Seed Fund وابسته به برنامه Discovery to Impact فعالیت خود را آغاز کرده است. هدف اصلی سوپرا، تجاریسازی یک پلتفرم اختصاصی برای استخراج اقتصادی و پاک این عناصر در سراسر آمریکا است.
چرا روشهای فعلی پاسخگو نیستند؟
با وجود افزایش شدید تقاضا برای مواد معدنی حیاتی، تصفیه و جداسازی این عناصر با خلوص بالا همچنان فرآیندی دشوار و پرهزینه است. روشهای متداول استخراج معمولا به ماشینآلات بزرگ و پیچیده، هزینههای سرمایهای بالا و استفاده از مواد شیمیایی سمی و خطرناک متکی هستند و اغلب در جداسازی عناصری که از نظر شیمیایی به هم نزدیکاند، ناکام میمانند. نتیجه این محدودیتها، وابستگی شدید آمریکا به زنجیرههای تامین خارجی برای موادی است که از نظر استراتژیک اهمیت بالایی دارند.
زباله؛ منبعی پنهان اما ارزشمند
بنیانگذاران Supra Elemental Recovery معتقدند جریانهای زباله صنعتی و خانگی، یک منبع داخلی عظیم اما کماستفاده هستند. هر سال میلیونها تن زباله صنعتی و قطعات الکترونیکی دورریختهشده در آمریکا تولید میشود که حاوی مقادیر قابل توجهی از عناصر حیاتی است. با این حال، فناوریهای فعلی توان استخراج اقتصادی و پاک این مواد را ندارند؛ خلأیی که سوپرا قصد دارد آن را پر کند.
رویکرد مبتنی بر کارتریجهای چاپ سهبعدی
هسته اصلی فناوری این شرکت، کارتریجهای متخلخل چاپ سهبعدی است که مانند یک «اسفنج مولکولی» عمل میکنند. در این سیستم، سیالات حاوی عناصر معدنی از داخل کارتریج عبور میکنند و مواد هدف بهصورت انتخابی جذب میشوند.
نکته قابل توجه این است که فرآیند جذب با استفاده از حلالهای سادهای مانند آب و الکل انجام میشود. این سیستم، ویژگیهای استخراج با حلال و تبادل یونی را در قالبی مدولار، قابل استفاده مجدد و مقیاسپذیر ترکیب کرده است.
پشتوانه علمی و دانشگاهی
این پلتفرم توسط یک تیم چندرشتهای از دانشگاه تگزاس زکریا پیج (شیمیدان)، مایکل کالینان (متخصص نانوساخت)، جاناتان سسلر (پیشگام شیمی ابرمولکولی) در آستین توسعه یافته است.
ترکیب تخصص این تیم باعث شکلگیری طراحیای شده که از دینامیک سیالات و تشخیص مولکولی برای جداسازی عناصری استفاده میکند که معمولاً جداسازی آنها بسیار دشوار است.
انعطافپذیری و کاربرد صنعتی
از آنجا که این کارتریجها با چاپ سهبعدی تولید میشوند، امکان سفارشیسازی برای عناصر خاص و مقیاسبندی برای محیطهای صنعتی مختلف وجود دارد. به گفته سوپرا، این ویژگی به تولیدکنندگان، بازیافتکنندگان و اپراتورهای معدنی اجازه میدهد سیستم بازیابی را دقیقاً با نوع زباله خود تطبیق دهند و در عین حال هزینهها را کاهش دهند.
جایگزینی پاکتر برای پالایش سنتی
Supra Elemental Recovery فناوری خود را بهعنوان جایگزینی پاکتر برای فرآوری متعارف مواد معدنی معرفی میکند. حذف واکنشدهندههای سمی و زیرساختهای سنگین، میتواند بهطور قابل توجهی ردپای زیستمحیطی فرآوری مواد معدنی را کاهش دهد؛ موضوعی که در سیاستهای صنعتی و محیطزیستی آمریکا اهمیت فزایندهای یافته است.
زنجیرههای تامین تحت فشار و اهمیت راهبردی فناوری
فراتر از جنبه فنی، سوپرا یک مسئله راهبردی را هدف گرفته است: وابستگی آمریکا به منابع خارجی مواد معدنی حیاتی. اختلالات زنجیره تامین و محدودیتهای صادراتی در سالهای اخیر، آسیبپذیری صنایع الکترونیک، هوافضا و دفاعی را آشکار کرده است.
مارک آرنولد، معاون رئیس Discovery to Impact و مدیرعامل Longhorn Ventures، در اینباره میگوید: «سوپرا پتانسیل آن را دارد که نحوه تامین مواد کلیدی مورد نیاز صنایع پیشرفته، هوافضا و دفاعی آمریکا را متحول کند.»
نگاه مدیرعامل به آینده
کیتی اولمن دورهام، یکی از بنیانگذاران و مدیرعامل Supra Elemental Recovery، این فناوری را هم اقتصادی و هم استراتژیک میداند. او تأکید میکند: «توان رقابت آمریکا در تولید پیشرفته، به دسترسی به مواد معدنی حیاتی وابسته است. ما وارد عصری جدید شدهایم که میتوانیم این عناصر را از منابع داخلی متنوع و بهصورت سودآور بازیابی کنیم و تسلط آمریکا بر منابع حیاتی را احیا کنیم.»
Supra Elemental Recovery نمونهای روشن از نقش فزاینده دانشگاهها در تبدیل پژوهشهای آزمایشگاهی به راهکارهای صنعتی است. با تکیه بر فناوری چاپ سهبعدی، شیمی پیشرفته و طراحی مدولار، این استارتاپ میتواند همزمان سه هدف مهم را محقق کند: کاهش وابستگی به واردات، بهرهبرداری از زباله بهعنوان منبع، و کاهش اثرات زیستمحیطی فرآوری مواد معدنی. اگر این فناوری در مقیاس صنعتی موفق عمل کند، میتواند نقطه عطفی در آینده تامین مواد معدنی حیاتی آمریکا باشد.
