(De gauche à droite) Rick Honaker, professeur et titulaire d'une chaire de génie minier, s'entretient avec le professeur adjoint de recherche Wencai Zhang, doctorant Alind Chandra et post-doctorant Honghu Tang. Crédit :Université du Kentucky
Les Américains utilisent des éléments de terres rares (REE) tous les jours, sans le savoir. En réalité, ils sont cruciaux pour la société. Rick Honaker, professeur de génie minier à l'Université du Kentucky, sait tout de ces éléments fascinants et de l'électronique moderne qu'ils rendent possible.
Les terres rares sont une série de 17 éléments chimiques présents dans la croûte terrestre. "Sur un tableau périodique, il s'agit généralement de la série des lanthanides, qui est la ligne horizontale en bas du tableau périodique, plus scandium et yttrium. Tous ces éléments sont extrêmement importants pour les applications quotidiennes, ", a déclaré Honaker.
Par exemple, l'europium est un phosphore produisant des couleurs utilisé dans les écrans vidéo, y compris les écrans d'ordinateur et les téléviseurs à écran plasma. Le néodyme est un puissant aimant utilisé dans les smartphones, téléviseurs, laser, batteries rechargeables et disques durs. En raison de leurs propriétés chimiques uniques, Les terres rares sont des composants essentiels des technologies couvrant une gamme d'applications, comme les systèmes de communication, transport, santé et défense nationale.
La demande pour les terres rares a augmenté régulièrement. À l'échelle mondiale, la production de véhicules électriques devrait atteindre 30 millions de voitures par an d'ici 2025. « Il y a environ cinq kilogrammes de terres rares dans chaque véhicule électrique, et nous nous attendons à ce que la production de véhicules électriques augmente de façon exponentielle, doublant presque la quantité de terres rares que nous produisons aujourd'hui."
Le problème? Environ 90 pour cent des terres rares du monde sont actuellement produites et fabriquées en Chine. Maintenant, est le moment pour les États-Unis de trouver une solution économiquement réalisable.
C'est là qu'intervient Honaker.
En 2017, le département américain de l'Énergie (DOE) a sélectionné le projet pilote de Honaker pour passer à une deuxième phase de recherche dans le but de récupérer ces éléments du charbon et des sous-produits du charbon. Le ministère de l'Énergie (DOE) a investi 6 millions de dollars dans le projet et les partenaires ont contribué 1,5 million de dollars supplémentaires sur deux ans et demi pour un total de 7,5 millions de dollars.
Honaker a récemment lancé une usine de traitement à l'échelle pilote visant à récupérer les terres rares du charbon et de ses sous-produits dans le comté de Webster. "Nous allons commencer par produire un mélange concentré, et nous avons réussi en laboratoire, sous une forme continue, à produire en fait un produit de terres rares pur à 99 %. Donc, nous allons le faire, mais nous allons également aller plus loin et produire des concentrés de terres rares. »
Honaker a supervisé l'équipe de construction qui a construit cette usine pilote pour extraire des éléments de terres rares du charbon. Crédit :Université du Kentucky
En cas de succès, le processus fournirait une source nationale d'ETR. Vous demandez peut-être, pourquoi le Kentucky dirige-t-il cette entreprise ? L'une des plus grandes sources d'éléments de terres rares aux États-Unis est la veine de charbon Fire Clay dans l'est du Kentucky. « Le charbon étant une source économique majeure dans certaines parties de notre État, fournir un moyen de récupérer un sous-produit important ajoute une force économique et une viabilité aux industries du charbon, " Honaker continua. " Alors, c'est pourquoi le Kentucky est intéressé à développer ceci, ainsi que le fait que le Commonwealth est un assez grand État manufacturier."
Honaker ne doute pas qu'ils seront en mesure de récupérer. Donc, lorsqu'on lui a demandé quelle sera la partie la plus difficile de cette recherche, il a répondu, "Économie. Essayer de pouvoir le produire même en tant que sous-produit, et pour être économe en le faisant, est probablement notre défi le plus important."
Globalement, Honaker reste optimiste, car il a derrière lui une équipe incroyable de chercheurs et d'étudiants.
« Les possibilités de formation que nous avons sont énormes, et cela apporte beaucoup de satisfaction, car c'est vraiment pour cela que nous sommes ici :éduquer et développer la technologie. Je veux dire, combien de fois avez-vous une opportunité, en tant qu'étudiant, à la fois en tant que premier et deuxième cycle, d'être impliqué dans un projet aussi significatif ? »
Les institutions et les chercheurs impliqués dans le projet comprennent, Josh Werner et Wencai Zhang (Université du Kentucky); Roe Hoan Yoon, Gerald Luttrell et Aaron Noble (Virginia Tech); et Qingqing Huang (Université de Virginie-Occidentale).
Le projet devrait être achevé en mars 2020. D'ici là, Honaker et son équipe seront "très occupés".
