BAGNOLS-SUR-CEZE: Sølv, nikkel, litium, palladium, rhodium: alle metaller er i naturen, men ikke bare det. I Marcoule (Gard) resirkulerer CEA-forskere sin kjernefysiske kunnskap for å utvinne sjeldne metaller fra brukte batterier, vindturbiner og solcellepaneler.
Noen dager før det første toppmøtet om kritiske metaller, organisert torsdag i Paris av Det internasjonale energibyrået (IEA), åpnet Atomic Energy and Alternative Energies Commission dørene til Atomic Energy and Alternative Energies-anlegget for pressen. Marcoule i prosessen med å bli demontert og omgjort til et forskningssenter.
«Vi studerer hvordan vi lagrer, konverterer, transporterer elektrisitet og hvordan vi kan gjøre energiomstillingen effektiv,» forklarer Richard Laucournet, leder for den nye materialavdelingen ved CEA.
«Men alle strømkonverteringsenheter krever mange av de 34 kritiske metallene som er oppført av EU,» argumenterer han.
Derav interessen for å gjenvinne sjeldne metaller og magneter som finnes i fremtidens «urbanegruver», som er dagens elektriske utstyr. Med mål om å gjenbruke dem industrielt, en avgjørende strategi for et land som nesten ikke har gruver og hovedsakelig er avhengig av import.
«Uten å vite det»
«Denne resirkuleringen vil på ingen måte tillate Frankrike å bli suveren og uavhengig,» advarer Philippe Prené, leder for sirkulær økonomi for lavkarbonenergi ved CEA.
I følge deres beregninger kan metallgjenvinning garantere rundt 35 % av Europas batteriautonomi.
Mange av teknikkene som brukes av Marcoule-forskere for å karakterisere eller skille materialer kommer fra deres bakgrunn innen atomvitenskap.
«Kjernekraft har vært i stand til å realisere en sirkulær økonomi i 70 år uten å vite det, det kalles brenselssyklusen,» sier Prené, det vil si reprosessering og gjenbruk av kjernebrensel.
«Takket være simuleringsverktøyene som er utviklet her, kan vi reprosessere sjeldne jordarter fra magneter,» forklarer Richard Laucournet.
I et av Atalante-enhetens laboratorier jobber fjernmanipulatorer foran forseglede kabinetter, ved hjelp av store tang gjennom et metertykt vindu, og skjærer gjennom bestrålte drivstoffstaver.
Legeringsprofilene legges i varme syreløsninger, forklarer Nathalie Herlet, underdirektør i prosessforskningsavdelingen. Metallet løses opp. Og så kan det ekstraheres ved å bruke organiske løsemidler og karaffer.
Prosessen er egnet for å gjenvinne litium, nikkel, kobolt og grafitt fra den «svarte massen» som er et resultat av knusing av elektriske bilbattericeller.
Teknikken for «smeltet salt» som utvikles ved Marcoule vil være nyttig både for resirkulering av drivstoff fra de annonserte fremtidige fjerdegenerasjonsreaktorene og for valorisering av sjeldne jordarter som neodym fra magneter, legger forskerne til.
Disse teknologiene er desto mer nyttige fordi «det ikke finnes noen reell magnetresirkuleringssektor» i verden, med unntak av produksjonsavfall i Asia, understreker Laucournet.
«Superkritiske væsker»
I solcelleanlegg brukes en teknikk basert på «superkritiske væsker». Karbondioksid CO2 brukes til å løsne og blåse opp cellene i solcellepaneler, slik at silisiumet og sølvet de inneholder kan gjenvinnes.
i atomkraftVann «i en superkritisk tilstand», som «kommer inn i det indre av materie», har vært kvalifisert siden 2015 for å bidra til å eliminere radioaktivitet fra metaller i flytende tilstand, med håp om en dag å kunne håndtere radioaktivt avfall, forklarer Herlet. .
Denne prosessen, som CEA har jobbet med i «mer enn 20 år», brukes til å resirkulere vindturbinblader. Vann med svært høy temperatur og svært høyt trykk «bryter» polymerkjedene til glass- eller karbonfiberkomposittene som danner bladene til vindturbiner og hydrogentanker.
Innenfor ren atomenergi jobber CEA også med mulig resirkulering av en del av de radioaktive fisjonsproduktene som er bestemt til å bli forglasset og begravd for evigheten: det berømte radioaktive avfallet.
«De inneholder svært sjeldne og veldig dyre metaller, generert av selve kjernereaksjonen,» spesielt «platinoider som palladium, rhodium eller rutenium,» sier Prené. «Vi startet studier for å trekke dem ut. Det fungerer,» sier han.
«Hvis vi hadde tillatelse til å gjenvinne rhodium og revaluere det,» (…) ville dette tillate oss å trekke ut omtrent 700 kg per år» av dette metallet, eller «nesten 20% av verdensproduksjonen.»
«Sertifisert zombie-elsker. Bråkmaker. Stolt matnerd. Lidenskapelig twitterfan. Fremtidig tenåringsidol.»