Uma esponja química pode tornar a extração de minerais menos poluente?
Startup fabrica cartuchos impressos em 3D que podem ajudar a construir uma nova cadeia de suprimentos para elementos de terras raras
Os chamados elementos de terras raras não são, na verdade, tão raros assim. O problema é que refiná-los até as formas purificadas necessárias para a fabricação de eletrônicos ou tecnologias de energia limpa é difícil. Os processos tradicionais também são tóxicos – uma das razões pelas quais o mundo terceirizou essa produção para a China.
A Supra, startup nascida na Universidade do Texas em Austin, está seguindo um caminho diferente: limpo, de baixo custo e capaz de recuperar parte dos bilhões de dólares em minerais críticos hoje presos em resíduos industriais nos Estados Unidos.
A tecnologia da empresa usa receptores supramoleculares – “uma cadeia de moléculas projetada para capturar moléculas específicas, como uma luva de beisebol”, explica a CEO Katie Durham.
Jonathan Sessler, professor de química da UT Austin, desenvolveu inicialmente receptores desse tipo para atingir células cancerígenas. Depois, percebeu que eles também poderiam ser desenhados para capturar minerais críticos.
“Minha analogia original era que iríamos criar uma esponja química”, diz Sessler. “Ela entraria, capturaria esses elementos e então nós a recolheríamos e a espremeríamos.”
No design final, receptores do tamanho de nanômetros são incorporados a um polímero repleto de microporos, que aumentam a área de superfície disponível para capturar íons metálicos. O material é impresso em 3D e transformado em cartuchos reutilizáveis.
Em minas ou instalações industriais, rejeitos ou águas residuais passam por uma série desses cartuchos, cada um voltado a um elemento específico. Os receptores se ligam aos minerais em álcool e os liberam quando são enxaguados com água, usando pouca energia e evitando o uso de produtos químicos tóxicos.
O processo – que, segundo a empresa, é 100 vezes mais seletivo e rápido do que os métodos atuais de refino de terras raras – também pode ser aplicado a lixo eletrônico. Em testes de laboratório com cobalto, a tecnologia conseguiu capturar 100% do elemento, isolando-o completamente de outros, como o lítio, presentes na solução.
A tecnologia pode ser customizada para qualquer elemento. Na chegada ao mercado, a startup está focada inicialmente em escândio e gálio, dois valiosos elementos de terras raras atualmente importados da China. Ao coletar as quantidades mínimas de escândio presentes em resíduos industriais, a empresa espera transformar a forma como o elemento é obtido.
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O valor varia muito de acordo com a pureza: o escândio, por exemplo, pode ser vendido por US$ 300 o quilo com 99,9% de pureza, mas chega a US$ 3,2 mil o quilo com 99,99%. Na forma mais pura, com 99,9999%, o preço alcança US$ 500 mil por quilo.
Diante da demanda por uma cadeia de suprimentos local, a Supra planeja focar inicialmente nos EUA. Mas, no futuro, a empresa quer disponibilizar seus produtos globalmente, inclusive na China, para ajudar a enfrentar os desafios de poluição por lá.
